(57)【要約】    【課題】  複数の荷重センサをシートに対して組付ける場合に誤組付けが発生しても、正確に荷重を判断することができる構成とする。    【解決手段】  シート１上に作用する荷重に応じた出力信号を生成する複数の荷重センサ２１，２２，２３，２４と、荷重信号に固有ＩＤを付加して荷重信号を出力する信号処理回路３１，３２，３３，３４と、荷重信号に基づいてシート１の着座判定を行う制御装置２５とを備え、制御装置２５は固有ＩＤに基づいて信号処理回路に対応するポート配列を決定して記憶すると共に、各信号処理回路が出力する荷重値により着座判定が成される構成とした。【選択図】  図４
2005241632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上に作用する荷重に応じた出力信号をそれぞれ生成し、異なる特性を備えた複数の荷重センサと、
該荷重センサにそれぞれ設けられ、該出力信号に該荷重センサに応じた固有ＩＤを付加して荷重信号を出力する信号処理回路と、
該荷重信号を入力するポートを有し、該荷重信号に基づいて前記シートの着座判定を行う制御手段とを備えたシート上荷重検出装置において、
前記制御手段は前記固有ＩＤに対応して信号処理回路に対するポート配列を決定することを特徴とするシート上荷重検出装置。
【請求項２】
前記制御手段の初期設定時に、前記制御手段と電気的に接続されて前記ポート配列を決定する設定装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシート上荷重検出装置。
【請求項３】
前記制御手段は前記ポート配列を記憶するメモリを有し、初期設定時にメモリに記憶された前記ポート配列を書き換えることを特徴とする請求項１または２に記載のシート上荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート上荷重検出装置に関するものであり、特に、複数の荷重センサを備えた荷重検出装置と、荷重センサにより検出された荷重に基づいて着座判定を行う制御装置との間で、ポートの初期設定を行うシート上荷重検出装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の衝突時にシート上に着座する着座者を確実に保護すべくエアバック装置が普及している。安全性の面から、着座者が大人であるか子供であるかを判別し、その結果に応じてエアバッグの作動を制限したり、エアバッグの膨張量を変更している。即ち、着座者の正確な判別（大人であるか子供であるか）は非常に重要である。
【０００３】
そこで、従来ではシートとシートを自動車の車室内床面に対して支持するシート支持部材との間に荷重センサを設けて着座者の体重（荷重）を検出している。着座者の体重を正確に検出するため、荷重センサはシートの着座面の前方および後方の左右に４個設けられる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一般に荷重センサには安価な圧膜センサや歪ゲージが良く使用されている。これらが出力する信号（荷重信号）は比較的に小さい。このため、小出力である荷重信号を、例えば、シート下といった荷重センサと離れた位置に配設される制御装置まで伝えるには、荷重信号を増幅しなければならない。そこで、荷重センサの近傍に信号処理回路を設け、荷重信号を増幅すると共に信号ノイズの抑制及び除去を行って制御装置に送信している。
【特許文献１】特開２００２−２４０６１３号公報（図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、着座者によってシート上に作用する荷重は一様ではなく、従って、荷重センサが受ける荷重も一様ではない。コストを抑えるために、シートの着座面に対して前後の荷重配分を考えて、比較的大きな荷重が作用するシート着座面の左右後方には高荷重用の荷重センサを用い、小さな荷重が作用するシートの着座面の左右前方には低荷重用の荷重センサを用いる。このように、荷重センサの特性は前後で異なるものを用いるが、コスト面から荷重センサの形状そのものは全て同一形状とするのが好ましい。
【０００６】
シートの製造ラインでは作業者が流れ作業で、同一形状ながらセンサ特性が異なる荷重センサをシートの所定位置に取り付ける。それ故に、作業者が荷重センサを正規の位置ではなく、誤った位置に組付けるおそれがある。この結果、制御装置には誤った荷重センサの荷重信号が入力され、制御装置は正確に着座者を判別できなくなる。
【０００７】
一般に、制御装置と電気的に接続される信号処理回路との間には、コネクタが設けられる。コネクタ毎に個別にリブを設ければ、作業者による荷重センサの誤組付けを防止できる。しかし、コネクタにリブを設けるとコストアップは免れない。
【０００８】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の荷重センサをシートに組付ける際、万が一の誤組付けがあっても、正確に着座者を判別できるものとすること、をその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために講じた技術的手段は、シート上に作用する荷重に応じた出力信号をそれぞれ生成し、異なる特性を備えた複数の荷重センサと、該荷重センサにそれぞれ設けられ、該出力信号に該荷重センサに応じた固有ＩＤを付加して荷重信号を出力する信号処理回路と、該荷重信号を入力するポートを有し、該荷重信号に基づいて前記シートの着座判定を行う制御手段とを備えたシート上荷重検出装置において、前記制御手段は前記固有ＩＤに対応して信号処理回路に対するポート配列を決定するようにしたことである。
【００１０】
好ましくは、前記制御手段の初期設定時に、前記制御手段と電気的に接続されて前記ポート配列を決定する設定装置を備えたことである。
【００１１】
また、前記制御手段は前記ポート配列を記憶するメモリを有し、初期設定時にメモリに記憶された前記ポート配列を書き換えると良い。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、荷重センサの各々の信号処理回路は、荷重センサの出力信号に固有ＩＤを付加して荷重信号として制御手段に送信する。制御手段は荷重信号に含まれる固有ＩＤに基づいて、制御手段のポートがどの信号処理回路と接続されているかを判断できる。従って、荷重センサと信号処理回路が制御手段に対して誤組付けされた場合でも、制御手段は固有ＩＤに基づいてポート配列を変更して正確な着座判定を行える。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、制御手段の初期設定時には、制御手段に設定装置を電気的に接続し、設定装置から初期設定要求を出すことにより、ポート配列を決定できる。設定装置は初期設定時に制御手段にのみ接続して使用すれば良いので、制御手段から取り外し可能な汎用なものとできる。これは、工場等で使い廻しが可能である。
【００１４】
請求項３の発明によれば、制御手段は固有ＩＤと対応したポート配列をメモリに記憶しておくことができ、またポート配列は初期設定時に書き換えることができる。荷重センサの誤組付けに際しても、制御手段により正確に着座判定が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、車両用シートのシート本体（以下、シートと称す）１を示す斜視図であり、図２は、シート１にシート上荷重検出装置２０の荷重センサ２１，２２，２３，２４を取り付けた状態を示す。
【００１７】
シート１は、床面１１に対して左右一対の支持フレーム２が車両の前後方向（ｘ方向）に設置されている。左右の支持フレーム２の上面には、それぞれ前後一対のブラケット３が固着されており、その前後一対のブラケット３にロアレール４が支持フレーム２に沿って固定されている。左右一対のロアレール４は断面Ｕ字状を呈して上方に開口し、その開口がｘ方向に延在するスライド溝５を形成している。
【００１８】
スライド溝５には、左右一対のアッパレール６がスライド溝５に沿ってｘ方向において摺動自在にそれぞれ配設されている。図２に示す様に、アッパレール６には、左右一対の前側センサブラケット７及び後側センサブラケット８を介して、所定の間隔をおいてシートのシートクッション９及びシートバック１０を支持するロアアーム１６が連結されている。
【００１９】
前側センサブラケット７は、図３の（ａ）に示す様に、上下両端部に上側締結部７ａ及び下側締結部７ｂを有し、その上側及び下側締結部７ａ，７ｂ間をプレス加工により湾曲させ、その間に撓み部７ｃが形成されている。前側センサブラケット７は、上側及び下側締結部７ａ，７ｂが、それぞれロアアーム１６とアッパレール６の前方で締結部材により連結されている。そして、右側及び左側の前側センサブラケット７の撓み部７ｃには、荷重センサを構成するフロント右側荷重センサ（ＦＲ荷重センサ）２１及びフロント左側荷重センサ（ＦＬ荷重センサ）２２が設けられる。これらのＦＲ荷重センサ２１及びＦＬ荷重センサ２２は、例えば、厚膜センサや歪みゲージ等の安価な歪み検出素子を備えており、シートクッション９に作用する荷重に応じて撓み部７ｃが変形により撓み、撓み部７ｃにより撓み量を電気的に検出できる様になっている。
【００２０】
一方、後側センサブラケット８は、図３の（ｂ）に示す様に、上下両端部には上側締結部８ａと下側締結部８ｂを有し、その上側及び下側締結部８ａ，８ｂ間をプレス加工により湾曲させて、その間に撓み部８ｃが形成されている。この後側センサブラケット８は、上側及び下側締結部８ａ，８ｂにおいてそれぞれロアアーム１６とアッパレール６の後方で連結されている。そして、右側及び左側の後側センサブラケット８の撓み部８ｃには、それぞれ荷重センサを構成するリヤ右側荷重センサ（ＲＲ荷重センサ）２３及びリヤ左側荷重センサ（ＲＬ荷重センサ）２４が設けられる。これらのＲＲ荷重センサ２３及びＲＬ荷重センサ２４は、上記したＦＲ荷重センサ２１とＦＬ荷重センサ２２と同様、例えば、厚膜センサや歪みゲージ等の安価な歪み検出素子を備えており、シートクッション９に作用する荷重に応じて撓み部８ｃが撓み、撓み部８ｃの撓み量を電気的に検出することができる。
【００２１】
次に、シート１に作用する荷重を検出するシート上荷重検出装置２０の構成について、図４を参照して説明する。上記した荷重センサ２１〜２４は、シート１の着座面に対して前後左右に４つ配設される。荷重センサ２１〜２４は、シート１の着座面に作用する荷重を検出し、アナログのセンサ信号を出力する。荷重センサ２１〜２４の近傍には信号処理回路３１〜３４が一体的に備えられている。信号処理回路３１〜３４は、荷重信号にのるノイズを抑える若しくは防止するノイズフィルタ機能、荷重信号の振幅を増幅する増幅機能および荷重センサ毎に設定された固有ＩＤを付加してデジタル出力を成すアナログ−デジタル変換機能を備えている。
【００２２】
シート１に乗員が着座する際、シート１上に作用する荷重は一様ではなく荷重センサ２１〜２４が受ける荷重も一様ではない。シート１の着座面に対して前後の荷重配分を考えて、比較的小さな荷重が作用するシート１の着座面の左右前方には低荷重用の荷重センサ２１，２２を用い、大きな荷重が作用するシート１の着座面の左右後方には高荷重用の荷重センサ２３，２４を用いる。このように、荷重センサ２１〜２４の特性は前後で異なるものを用いるが、コスト面から荷重センサ２１〜２４の形状そのものは全て同一形状とするのが好ましい。
【００２３】
制御装置２５は車両に電源供給を行うバッテリー３５（例えば、１２Ｖ）により駆動され、その内部に、上述した信号処理回路３１〜３４と双方向通信を行う通信回路１９と、ＣＰＵ２６と、定電圧電源（例えば、５Ｖ）を生成する電源回路２７と、エアバッグコントローラ３０に対して作動を制限する信号を与える出力回路２８と、後述する検査器４０と双方向通信を行う通信回路２９とを備えている。信号処理回路３１，３３，３４，３２がそれぞれ出力するデジタルの荷重信号は、通信回路１９を介してＣＰＵ２６の４つのポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に入力される。電源回路２７が発生する定電圧はＣＰＵ２６に供給される。ＣＰＵ２６は内部にメモリ(例えば、プログラムを記憶するＲＯＭ、プログラムの実行時に必要なデータとなる情報を一時的に記憶するＲＡＭ)およびタイマを備える。
【００２４】
制御装置２５を初期設定する際には、検査器４０が制御装置２５の通信回路２９に電気的に接続される。検査器４０は初期設定要求を制御装置２５のＣＰＵ２６に通信回路２９を介して出力し、ＣＰＵ２６に予め設定された記憶内容（例えば、ＣＰＵ２６のポートＰ１〜Ｐ４の配列）を書き換える。尚、初期設定は、例えば、制御装置２５にバッテリー３５が接続されて制御装置２５に電力供給が開始される場合、工場出荷時の初期設定が行われる場合、整備工場等で故障等により制御装置あるいは荷重センサを交換した場合などに行われる。
【００２５】
一方、出力回路２８には車両衝突時に乗員を保護するエアバッグの制御を司るエアバッグコントローラ３０が接続される。ＣＰＵ２６は着座判定された結果に基づきシート上の着座者を決定し、その決定された情報をエアバッグコントローラ３０に着座者信号として送る。着座者信号を受信したエアバッグコントローラ３０は、着座者が大人であるか子供であるかに応じてエアバッグの作動を制限（例えば、大人が着座する際にはエアバッグを作動させ、子供が着座する際にはその作動を禁止する）したり、エアバッグの作動量を可変とする。
【００２６】
次に、ＣＰＵ２６が実行するプログラム処理について、図５を参照して説明する。
【００２７】
ＣＰＵ２６は、自動車のエンジン始動に伴ってキーがオン状態となると、ステップＳ１にてイニシャル処理を行う。イニシャル処理では、ＣＰＵ内に設けられるＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリチェックを行うと共に、制御装置２５に接続される外部装置に異常がないかを確認する。続いてステップＳ２では、センサ初期設定要求の有無を確認する。即ち、プログラム実行の所定周期内に検査器４０が制御装置２５に接続されて、ＣＰＵ２６に初期設定要求が出力されたかどうかが確認される。初期設定要求が無い場合にはステップＳ６に進み、初期設定要求がある場合にはステップＳ３に進む。
【００２８】
ステップＳ３では、ＣＰＵ２６は信号処理回路３１〜３４に固有ＩＤを含む荷重信号の出力を要求する。出力された荷重信号は固有ＩＤをポインタとしてＣＰＵ２６内の所定のメモリ領域に記憶される。ＣＰＵ２６のポートＰ１〜Ｐ４は、例えば、図６（ａ）に示すように荷重センサ２１〜２４に対応する信号処理回路３１〜３４に対して割り当てられている。
【００２９】
つまり、ＣＰＵ２６のポートＰ１に信号処理回路３１（ＦＲ荷重センサ２１）の荷重信号を、ポートＰ２に信号処理回路３３（ＲＲ荷重センサ２３）の荷重信号を、ポートＰ３に信号処理回路３４（ＲＬ荷重センサ２４）の荷重信号を、またポートＰ４に信号処理回路３２（ＦＬ荷重センサ２２）の荷重信号をそれぞれ入力する。荷重信号は１フレームが１ビットのスタートビット、２ビットの固有ＩＤビット、１０ビットの荷重データビット、１ビットのパリティビットおよび１ビットのストップビットの１５ビットからなる。
【００３０】
次にステップＳ４にて、ＣＰＵ２６は各荷重信号から固有ＩＤを取得し、各ポートＰ１〜Ｐ４に入力される荷重信号の固有ＩＤの確認する。あらかじめ、ＦＲ荷重センサ２１に対応する信号処理回路３１には「固有ＩＤ＝１」を、ＦＬ荷重センサ２２に対応する信号処理回路３２には「固有ＩＤ＝４」を、ＲＲ荷重センサ２３に対応する信号処理回路３３には「固有ＩＤ＝２」を、またＲＬ荷重センサ２４に対応する信号処理回路３４には「固有ＩＤ＝３」をそれぞれ割り付けてある。
【００３１】
ステップＳ５では、荷重信号に含まれる固有ＩＤに対応して、信号処理回路３１〜３４と接続されるポートＰ１〜Ｐ４の配列を決める。即ち、「固有ＩＤ＝１」である荷重信号を出力する信号処理回路３１と接続されたポートをポートＰ１と、「固有ＩＤ＝２」である荷重信号を出力する信号処理回路３３と接続されたポートをポートＰ２と、「固有ＩＤ＝３」である荷重信号を出力する信号処理回路３４と接続されたポートをポートＰ３と、また「固有ＩＤ＝４」である荷重信号を出力する信号処理回路３２と接続されたポートをポート４として割り当てる。この様なポート割り当ては、固有ＩＤに対応したポート配列が図６（ａ）に示す様に、ＣＰＵ２６のメモリ内に予め記憶されていることによって成される。
【００３２】
以上の様に各ポートＰ１〜Ｐ４の割り当てが完了した後、ステップＳ６にてＣＰＵ２６が信号処理回路３１〜３４に固有ＩＤを含む荷重信号の出力を要求する。出力された荷重信号は固有ＩＤをポインタとしてＣＰＵ２６内の所定のメモリ領域に記憶される。その後、ステップＳ７にて総荷重値の演算を行う。即ち、荷重センサ２１〜２４が検出した４つの荷重値の各々に対応する各荷重信号に含まれる荷重データの総和から総荷重値を求める。その後、ステップＳ８では総荷重値の大きさに基づいて乗員判定を行う。尚、大きく外れた荷重値を除外するため、フィルタ処理が行われる。ステップＳ８において、総荷重値が予め設定された乗員判定しきい値以上である場合には、ステップＳ９にてシート上への着座者が「大人である」と決定する。一方、総荷重値が予め設定された乗員判定しきい値未満である場合には、ステップＳ１０にてシート上への着座者は「子供である」と決定する。ステップＳ９及びＳ１０の後、ステップＳ２に戻り、ＣＰＵ２６は所定の周期にてステップＳ２〜Ｓ１０の乗員判別処理を繰り返す。
【００３３】
なお、信号処理回路３１〜３４と制御装置２５との間のコネクタが正しく組み付けられなかった場合には、ステップＳ５において以下に示す様にポートが割り当てられる。例えば、信号処理回路３１のコネクタを図５に示すポートＰ２のコネクタに、信号処理回路３３のコネクタを図５に示すポートＰ１のコネクタに接続したとする。この場合でも、上述した様にＣＰＵ２６は固有ＩＤに応じてポートの割り当てを行うので、ＣＰＵ２６は自ら記憶しているポート配列を図６（ｂ）に示す様に書き換え、信号処理回路３１（ＦＲ荷重センサ２１）からの荷重信号をポートＰ１に、信号処理回路３３（ＲＲ荷重センサ２３）からの荷重信号をポートＰ２にそれぞれ正しく入力させることができる。その後、ステップＳ７にて総荷重値を演算する際には、信号処理回路３１，３３に関連する荷重センサ２１，２３の誤組み付けに応じた補正をＣＰＵ２６が行う。
【００３４】
以上説明した様に、本実施形態においては、荷重センサ２１〜２４を４つ使用した構成で説明を行ったが、これに限定されるものではなく、シート１に対して複数であればいくつ取り付けられていても良い。また、荷重センサ２１〜２４の出力信号がある程度大きい場合やノイズが載り難いには、信号処理回路３１〜３４のノイズフィルタ機能および増幅機能を省略したり、信号処理回路３１〜３４を荷重センサ２１〜２４にと一体に設けなくても良い。
【００３５】
また、検査器４０を用いることなく、制御装置２５にバッテリー３５接続されて電力が供給されるたびに、初期設定要求を生成し、ＣＰＵ２６のポートＰ１〜Ｐ４の割り当てを自動的に実行することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】車両用シートの斜視図である。
【図２】図１に示す車両用シートにシート上荷重検出装置を適用した場合の構成図である。
【図３】図２に示すセンサブラケットの形状を示した説明図であり、（ａ）前側センサブラケットの斜視図であり、（ｂ）は後側センサブラケットの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるシート上荷重検出装置の構成図である。
【図５】図４に示すＣＰＵの行う処理を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す各ポートの対応付け設定を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  シート本体（シート）
１１  床面
２１，２２，２３，２４  荷重センサ（荷重検出装置）
２５  制御装置（制御手段）
３１，３２，３３，３４  信号処理回路（荷重検出装置）
４０  検査器（設定装置）
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４  ポート
【図１】
2005241632.tif 000003
【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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