(57)【要約】【課題】  簡単且つ安価な構成で乗員保護装置の乗員保護性能と乗員に対する加害性低減との両立を図ることが可能な乗員保護装置の制御装置を提供する。【解決手段】  乗員保護システム１において、乗員がシート２に着座すると、シート後方部と車体との間に設けられた荷重検出ユニット３０が、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値を出力すると共に、その出力値に基づいてエアバッグ４０の展開制御信号を送出する。そして、エアバッグ電子制御装置５０は、衝突センサによって車両の衝突が検出された際、荷重検出ユニット３０から出力された展開制御信号で指定された展開態様でエアバッグ４０を展開させる。【選択図】  図１
2005219689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における乗員状態に応じて乗員保護装置の動作制御を行うように構成された乗員保護装置の制御システムにおいて、
乗員が着座するシートと、
シート後方部と車体との間に設けられ、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値を出力する荷重検出手段と、
その荷重検出手段の出力値に基づいて乗員保護装置の動作制御を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする乗員保護装置の制御システム。
【請求項２】
前記シート前方部が機構的ひんじによって車体側へ締結されたことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項３】
前記シートの左右に設けられたシートフレームの前方部と、車体側に固定された左右のロアーシートレール上で前後方向にスライド可能に設けられる左右のアッパーシートレールとが機構的ひんじを介して締結されたことを特徴とする請求項２に記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項４】
前記シート前方部が弾性ひんじによって車体側へ締結されたことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項５】
前記シートの左右に設けられたシートフレームの前方部と、車体側に固定された左右のロアーシートレール上で前後方向にスライド可能に設けられる左右のアッパーシートレールとが弾性ひんじを介して締結されたことを特徴とする請求項４に記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項６】
シート前方部における車体側への締結部の剛性が、シート後方部と車体との間に設けられた前記荷重検出手段の剛性よりも相対的に低く設定されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項７】
前記荷重検出手段は、左右のシートフレームの後方部と、車体側に固定された左右のロアーシートレール上で前後方向にスライド可能に設けられる左右のアッパーシートレールの後方部との間に設けられたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項８】
前記左右のシートフレーム後方部間に架設されたフレーム連結部材と、
前記左右のアッパーシートレール後方部間に架設されたレール連結部材とを備え、
前記荷重検出手段は、前記フレーム連結部材とレール連結部材との間に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項９】
前記荷重検出手段は、左右のシートフレームに固定された左右のアッパーシートレールを前後方向にスライド可能に支持する左右のロアーシートレールの後方部と、車体との間に設けられたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の乗員検知装置。
【請求項１０】
前記荷重検出手段は、セラミックを主原料とした荷重検出部を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項１１】
前記荷重検出手段は、歪み検知式の荷重検出部を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項１２】
前記荷重検出手段の荷重検出部に所定の予荷重を印加する予荷重印加手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項１３】
前記荷重検出手段の荷重検出部は、シート後方部の１箇所又は２箇所に設けられたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項１４】
前記荷重検出手段とは独立して乗員位置を検出する乗員位置検出手段が設けられ、
前記制御手段は、前記荷重検出手段の出力値と前記乗員位置検出手段の検出結果とに基づいて乗員保護装置の動作制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【請求項１５】
前記乗員保護装置は、エアバッグによって構成され、
前記制御手段は、前記荷重検出手段の出力値に基づいて前記エアバッグの展開態様の制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の乗員保護装置の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両シートに着座する乗員の状態に応じて乗員保護装置を制御するための乗員保護装置の制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用乗員保護装置として装備されるエアバッグに関し、米国法規ＦＭＶＳＳ２０８条等により、車両衝突時のエアバッグによる乗員保護性能及び主に幼児等に対する加害性低減という相反する特性を高レベルで両立させることが要求されるようになっている。このような要求を満たすべく、従来、車両シートに設けられた荷重センサによって計測した乗員の体重に基づいて乗員の体格を判別するシステム（例えば、特許文献１参照。）や、シート周辺の撮影画像に基づいて乗員の位置を判別するシステム（例えば、特許文献２参照。）などが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３１０６６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたシステムでは、車両シートの前後左右４箇所にそれぞれ荷重センサを設ける必要がある。また、車両衝突時にシートが破壊されることを防止するために過大荷重ストッパを設けたり、リンク機構を設けているため、センサ体格が大きくなり、シートの改造が必要となるなど、システムが非常に高価になるという問題がある。
【０００４】
一方、上述した特許文献２に記載されたシステムでは、車両シート周辺の画像を撮影するための撮像素子が必要となると共に、撮影画像に基づいて乗員判別を行うために高度な演算処理が必要であるため、システムが非常に高価になるという問題がある。
【０００５】
また、エアバッグの展開を制御する場合、最も重要な保護対象である乗員の重量が大きい場合ほど、展開圧力を高めるなどにより、エアバッグの底着きを防止する必要がある。しかし、幼児などの重量の小さい乗員の場合や、前座りや上体を前に倒している場合では、高い圧力では、エアバッグの加害性が増加し、かえって乗員の障害値を増加させてしまう。乗員保護性能の向上と加害性の低減という相反をより高いレベルで実現するには、重要な乗員保護対象である乗員重量とエアバッグからの距離双方の情報に応じて展開を制御することが望ましい。
【０００６】
解決しようとする課題は、簡単且つ安価な構成で乗員の体格や着座状態を含む乗員状態に応じて乗員保護装置の動作制御を適切に行うことが可能な乗員保護装置の制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【０００８】
本発明の乗員保護装置の制御システムは、車両における乗員状態に応じて乗員保護装置の動作制御を行うように構成された乗員保護装置の制御システムにおいて、乗員が着座するシートと、シート後方部と車体との間に設けられ、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値を出力する荷重検出手段と、その荷重検出手段の出力値に基づいて乗員保護装置の動作制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
従って、乗員がシートに着座すると、、シート後方部と車体との間に設けられた荷重検出手段が、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値を出力し、制御手段は、荷重検出手段の出力値に基づいて乗員保護装置の動作制御を行う。よって、本発明の乗員保護装置の制御システムによれば、簡単且つ安価な構成で乗員の体格と着座位置とを含む乗員状態に応じてエアバッグ等の乗員保護装置の動作制御を適切に行うことにより、乗員保護装置の乗員保護性能と乗員に対する加害性低減との両立を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記シート前方部が機構的ひんじによって車体側へ締結されたことを特徴とする。
【００１１】
従って、シートが前方部に設けられた機構的ひんじを回転中心として上下方向に回動可能な状態で車体側に締結されるので、シート後方部に設けられた荷重検出手段によって、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が高精度に出力される。
【００１２】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記シートの左右に設けられたシートフレームの前方部と、車体側に固定された左右のロアーシートレール上で前後方向にスライド可能に設けられる左右のアッパーシートレールとが機構的ひんじを介して締結されたことを特徴とする。
【００１３】
従って、シートフレームが前方部に設けられた機構的ひんじを回転中心として上下方向に回動可能な状態で車体側のアッパーシートレールに締結されるので、シート後方部に設けられた荷重検出手段によって、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が高精度に出力される。
【００１４】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記シート前方部が弾性ひんじによって車体側へ締結されたことを特徴とする。
【００１５】
従って、シートが前方部に設けられた弾性ひんじによって車体側に弾性的に締結されるので、シート後方部に設けられた荷重検出手段によって、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が高精度に出力される。
【００１６】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記シートの左右に設けられたシートフレームの前方部と、車体側に固定された左右のロアーシートレール上で前後方向にスライド可能に設けられる左右のアッパーシートレールとが弾性ひんじを介して締結されたことを特徴とする。
【００１７】
従って、シートフレームが前方部に設けられた弾性ひんじにおいて車体側のアッパーシートレールに対して弾性的に締結されるので、シート後方部に設けられた荷重検出手段によって、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が高精度に出力される。
【００１８】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、シート前方部における車体側への締結部の剛性が、シート後方部と車体との間に設けられた前記荷重検出手段の剛性よりも相対的に低く設定されたことを特徴とする。
【００１９】
従って、シート前方部における車体側への締結部の剛性が、シート後方部と車体との間に設けられた前記荷重検出手段の剛性よりも相対的に低く設定されることにより、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が高精度に出力される。
【００２０】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記荷重検出手段が、左右のシートフレームの後方部と、車体側に固定された左右のロアーシートレール上で前後方向にスライド可能に設けられる左右のアッパーシートレールの後方部との間に設けられたことを特徴とする。
【００２１】
従って、左右のシートフレームの後方部と、左右のアッパーシートレールの後方部との間に設けられた荷重検出手段によって、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が確実に出力される。
【００２２】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記シートが、前記左右のシートフレーム後方部間に架設されたフレーム連結部材と、前記左右のアッパーシートレール後方部間に架設されたレール連結部材とを備え、前記荷重検出手段は、前記フレーム連結部材とレール連結部材との間に設けられたことを特徴とする。
【００２３】
従って、フレーム連結部材とレール連結部材との間に設けられた１個の荷重検出手段によって、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が確実に出力される。
【００２４】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記荷重検出手段が、左右のシートフレームに固定された左右のアッパーシートレールを前後方向にスライド可能に支持する左右のロアーシートレールの後方部と、車体との間に設けられたことを特徴とする。
【００２５】
従って、左右のロアーシートレールの後方部にそれぞれ設けられた２個の荷重検出手段によって、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値が確実に出力される。
【００２６】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記荷重検出手段が、セラミックを主原料とした荷重検出部を有することを特徴とする。
【００２７】
従って、荷重検出手段が、外力の印加によって電気抵抗が変化する性質を有し且つ剛性の高いセラミックを主原料とした検出部を有するので、小さなサイズで乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値を高精度に出力することができる。
【００２８】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記荷重検出手段が、歪み検知式の荷重検出部を有することを特徴とする。
【００２９】
従って、荷重検出部として一般的に用いられている歪み検知式の検出素子を用いて荷重検出手段を安価に構成することができる。
【００３０】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記荷重検出手段の荷重検出部に所定の予荷重を印加する予荷重印加手段を備えたことを特徴とする。
【００３１】
従って、予荷重印加手段によって荷重検出手段の荷重検出部に所定の予荷重が印加されているため、荷重検出手段は、常に安定した高精度な荷重の検出を行うことができる。
【００３２】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記荷重検出手段の荷重検出部が、シート後方部の１箇所又は２箇所に設けられたことを特徴とする。
【００３３】
従って、荷重検出手段の荷重検出部をシート後方部の１箇所又は２箇所のみに設けたので、システムを小型で且つ安価に構成することができる。
【００３４】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記荷重検出手段とは独立して乗員位置を検出する乗員位置検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記荷重検出手段の出力値と前記乗員位置検出手段の検出結果とに基づいて乗員保護装置の動作を制御することを特徴とする。
【００３５】
従って、乗員位置検出手段が、荷重検出手段とは独立して乗員位置を検出し、制御手段が、荷重検出手段の出力値と乗員位置検出手段の検出結果とに基づいて、より高精度に乗員保護装置を動作制御することができる。
【００３６】
また、本発明の乗員保護装置の制御システムの好ましい態様は、前記乗員保護装置が、エアバッグによって構成され、前記制御手段は、前記荷重検出手段の出力値に基づいて前記エアバッグの展開態様の制御を行うことを特徴とする。
【００３７】
従って、制御手段が荷重検出手段の出力値に基づいてエアバッグの展開態様の制御を行うので、エアバッグの乗員保護性能と乗員に対する加害性低減との両立を図ることができる。エアバッグの展開態様は、例えば、エアバッグの展開量を最大とするハイ展開と、エアバッグの展開量を抑制するローリスク展開と、エアバッグの展開を中止する非展開の３段階としてもよく、ハイ展開と非展開との２段階としてもよい。或いは、エアバッグの展開量をリニアに変化させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の乗員保護装置の制御システムによれば、簡単且つ安価な構成で乗員の体格や着座状態を含む乗員状態に応じて乗員保護装置の動作制御を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の乗員保護装置の制御システムを具体化した車両用の乗員保護システムの実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００４０】
本実施形態の乗員保護システム１は、図１の全体構成図に示すように、乗員が着座するシート２と、シート２の後方底部に配設された荷重検出ユニット３０と、本発明の乗員保護装置としてのエアバッグ４０と、図示しない衝突センサによって車両の衝突が検出された際に荷重検出ユニット３０から送出された展開制御信号に基づいてエアバッグ４０を展開させるエアバッグ電子制御装置５０とを主体として構成される。
【００４１】
シート２は、図２の外観斜視図に示すように、乗員が座る着座部３と、乗員の背もたれとなる背もたれ部４とを備え、着座部３にはシートクッション５が、背もたれ部４にはシートバックパッド６がそれぞれ取り付けられている。
【００４２】
着座部３は、図３の内部構成図に示すように、シートフレーム１１と、左右のアッパーシートレール２１，２１と、左右のロアーシートレール２２，２２と、左右のアッパーシートレール２１，２１間に架設されたレール連結バー２３とを備えている。尚、シートバックパッド６が取り付けられる背もたれフレーム７は、シートフレーム１１後端にてリクライニング機構８を介して前後方向へ回動可能に接続されている。
【００４３】
シートフレーム１１は、シートクッション５を支える枠部材であって、前後方向に延びる左右のフレーム部材１２，１２と、左右のフレーム部材１２，１２間の前端にて架設された連結部材１３、前端よりやや後方位置にて架設された連結部材１４、及び後端にて架設された連結部材１５とを備えている。尚、連結部材１５が本発明のフレーム連結部材を構成するものである。
【００４４】
シートフレーム１１の各フレーム部材１２，１２の下端には、車体側に固定されたロアーシートレール２２，２２内で前後方向にスライド可能なアッパーシートレール２１，２１が締結固定されている。ここで、シートフレーム１１の前方部１１ａにおいては、図４に示すように、各フレーム部材１２，１２下端に、アッパーシートレール２１，２１が一又は複数箇所（図４では２箇所）でリベットにより締結固定される構造となっている。一方、シートフレーム１１の後方部１１ｂにおいては、図５に示すように、後方部１１ｂの連結部材１５と、左右のアッパーシートレール２１，２１間に架設されたレール連結バー２３とが、左右方向中央において荷重検出ユニット３０を介して締結固定される構造となっている。また、ロアーシートレール２２，２２は、図４に示すように、前方部において、それぞれリベット締め又は溶接により結合されたブラケット２２ａ，２２ａを介して車体にボルト締め固定される。尚、ロアーシートレール２２，２２の後方部も同様の構造で車体に固定されている。
【００４５】
次に、荷重検出ユニット３０の構造について、図６及び７を参照しつつ説明する。荷重検出ユニット３０は、平面視六角形状の外観を呈し且つ内部に空間３１ａが形成されたダイヤフラム３１、ダイヤフラム３１の空間３１ａ内に収容されるセラミック抵抗素子３２及び回路ＩＣ３３、及びダイヤフラム３１の側壁に設けられるバスバー３４を主体として構成される。尚、セラミック抵抗素子３２が、本発明の検出部を、ダイヤフラム３１が、予荷重印加手段をそれぞれ構成するものである。
【００４６】
ダイヤフラム３１は、図７に示すように、上面部材３１ｂと下面部材３１ｃとから構成され、上面部材３１ｂ中央には上方に延びる上軸３１ｄが、下面部材３１ｃ中央には下方に延びる下軸３１ｅがそれぞれ設けられ、上軸３１ｄ及び下軸３１ｅの外周にはそれぞれ雄ネジが螺刻されている。上軸３１ｄはシートフレーム１１の連結部材１５に、下軸３１ｅはレール連結バー２３にそれぞれナットによって締結固定される。セラミック抵抗素子３２は、ダイヤフラム３１内の空間３１ａ中央部において上面部材３１ｂの下面と下面部材３１ｃの上面との間に配置され、上面部材３１ｂと下面部材３１ｃとによって圧接されることにより所定の予荷重が印加された状態で収容されている。尚、ダイヤフラム３１の上下を両ねじ形状として上下で締結固定する構造としたのは圧縮・引張りの両方向に対応するためである。また、ダイヤフラム３１によってセラミック抵抗素子３２に予荷重を印加する構造としたのは、圧縮・引張りの両方向に対応し、常に安定した荷重検出を行うと共に、シートフレーム後方部１１ｂの締結部における引っ張り強度を確保するためである。
【００４７】
セラミック抵抗素子３２は、セラミック材料（例えば、ジルコニア）を主原料とし、外力が加わった際に電気抵抗が変化する荷重検出素子である。セラミック抵抗素子３２における電気抵抗の変動を検出することによって荷重が検出される。セラミック抵抗素子３２は、一般的に用いられている歪み式荷重センサに比較して極めて高い剛性を有しているという特徴がある。尚、セラミック抵抗素子３２としては、例えば、特開２００１−２４２０１９号公報や特開２００２−２０２２０９号公報に開示されている公知の力学量センサを用いることが可能である。
【００４８】
回路ＩＣ３３は、セラミック抵抗素子３２と電気的に接続され、セラミック抵抗素子３２における電気抵抗変化を検出することによって検出荷重値を出力する回路部と、その検出荷重値に基づいてエアバッグの展開制御信号を出力する回路部とを有する集積回路である。尚、セラミック抵抗素子３２と回路ＩＣ３３の検出荷重値を出力する回路部とが、本発明の荷重検出手段を構成するものである。回路ＩＣ３３は、ダイヤフラム３１の空間３１ａ内にて下面部材３１ｃ上に実装される。バスバー３４は、回路ＩＣ３３より出力される電気信号を伝送するリード線３５が取り出される端子部材であり、ダイヤフラム３１側面に形成された孔３１ｆに挿入された状態で樹脂モールドされてダイヤフラム３１に固定されると共に孔３１ｆが塞がれて内部空間３１ａが密閉状とされる。バスバー３４から取り出されたリード線３５の他端には防水コネクタ３６が設けられている。荷重検出ユニット３０は、防水コネクタ３６を介してエアバッグ電子制御装置５０と電気的に接続されており、エアバッグ電子制御装置５０は、荷重検出ユニット３０より送出された展開制御信号を受信し、その受信した展開制御信号とＧセンサ等による車両衝突の激しさの信号とに基づいてエアバッグ４０を展開制御する。
【００４９】
次に、上述した乗員保護システム１を構成する各部の作用について説明する。まず、シートフレーム後方部１１ｂに配置された荷重検出ユニット３０内に設けられた１個のセラミック抵抗素子３２により、シート２における着座乗員の荷重が高精度に検出される原理について図８を参照しつつ説明する。図８（ａ）に示すように、シートフレーム後方部１１ｂへ１００ｋｇの荷重が印加された時に１ｍｍのたわみが生じた場合、フレーム部材１２のたわみ量δｓｅａｔ＝１ｍｍ／１００ｋｇである。一方、図８（ｂ）に示すように、１００ｋｇの荷重が荷重検出ユニット３０のセラミック抵抗素子３２に１μｍのたわみが生じた場合、セラミック抵抗素子３２のたわみ量δｓｅｎｓｏｒ≦１μｍ／１００ｋｇである。
【００５０】
そして、シートフレーム後方部１１ｂに荷重検出ユニット３０が配置された構成において、シートフレーム後方部１１ｂに荷重を印加した時のフレーム部材１２とセラミック抵抗素子３２との荷重負担割合は、両部材のたわみ量の比（換言すれば、剛性比）によって決定される。従って、セラミック抵抗素子３２の荷重負担Ｆｓは、Ｆｓ＝１００ｋｇ×δｓｅａｔ／（δｓｅａｔ＋δｓｅｎｓｏｒ）≧９９．９ｋｇとなる。つまり、印加荷重１００ｋｇに対して、荷重検出ユニット３０における検出荷重値は９９．９ｋｇ以上となる。このことから、シートフレーム後方部１１ｂに配置された１個のセラミック抵抗素子３２のみによって、シート２における荷重を高精度に検出可能であることがわかる。
【００５１】
次に、荷重検出ユニット３０における検出荷重値とシートフレーム１１の前方締結部から乗員の重心位置までの距離との関係について、図９のグラフを参照しつつ説明する。図９は、荷重検出ユニット３０における検出荷重値を縦軸、前方締結部１１ａから乗員の重心位置までの距離を横軸として、体重８０ｋｇの成人男性（ＡＭ５０）、体重４８ｋｇの成人小柄女性（ＡＦ０５）、ジュニアシートを使用した６歳の幼児（６ｙｏ＋ｂｏｏｓｔｅｒ）、チャイルドシートを使用した３歳の幼児（３ｙｏ＋ＣＲＳ）及びチャイルドシートを使用した１歳の幼児（１ｙｏ＋ＣＲＳ）についての計測結果を表わすグラフである。グラフより明らかなように、荷重検出ユニット３０における検出荷重値と前方締結部から乗員の重心位置までの距離との間には比例関係が成立している。例えば、体重８０ｋｇの成人男性（ＡＭ５０）の場合、前方締結部から乗員の重心位置までの距離が５０ｃｍとなる正規着座位置では、検出荷重値は７０ｋｇである。そして、乗員の着座位置が前方に移動して前方締結部から乗員の重心位置までの距離がそれぞれ４０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１０ｃｍとなった場合、それぞれの検出荷重値は、５６ｋｇ、４２ｋｇ、２８ｋｇ、１４ｋｇとなり、重心位置が前方締結部上（距離が０ｃｍ）では、検出荷重値が０ｋｇとなる。すなわち、図１０に示すように、エアバッグ４０による保護対象である乗員の上体の質量をＭとし、前方締結部１１ａから乗員の重心位置までの距離をＬとした場合、セラミック抵抗素子３２によって質量Ｍと距離Ｌとの積に対応する値が検出される。
【００５２】
一方、エアバッグの展開による加害性に関しては、乗員の体格（すなわち、質量Ｍ）が小さいほど加害性が大きく、乗員の体格（質量Ｍ）が大きいほど加害性が小さいことがわかっている。尚、米国法規では、正規着座位置でのＡＭ５０、ＡＦ０５、ＣＲＳ（チャイルドシート装着）での車両衝突時の障害値が規定されており、正規着座位置でのＡＭ５０、ＡＦ０５、ＣＲＳ（チャイルドシート装着）を判別することにより障害値を満足することが可能になる（図９参照）。
【００５３】
さらに、エアバッグの展開による加害性に関して、乗員の着座位置がエアバッグに近接しているほど加害性が大きく、離れているほど加害性が小さいことがわかっている。ここで、エアバッグ４０から前方締結部までの距離を固定とした場合、エアバッグ４０から乗員の着座位置までの距離は、上述した前方締結部から乗員の重心位置までの距離Ｌによって決定される。従って、距離Ｌが小さいほどエアバッグ４０の展開による加害性が大きく、距離Ｌが大きいほど加害性が小さいことになる。
【００５４】
本実施形態では、上述した事情を考慮して、セラミック抵抗素子３２における電気抵抗変化に基づく検出荷重値（すなわち、質量Ｍと距離Ｌとの積に対応する値）に基づいて、回路ＩＣ３３がエアバッグ４０の展開制御信号を出力するように構成されている。展開制御信号は、具体的には、ハイ展開、ローリスク展開及び非展開の３段階からなるエアバッグ４０の展開態様に対応させて出力される。ここで、ハイ展開は、エアバッグ４０の展開量が最大とされる態様であり、例えば、成人男性が正規着座位置に着座した場合に、ハイ展開に対応した展開制御信号（以下、ハイ展開信号と称する）が出力される。ローリスク展開は、エアバッグ４０の展開量が所定程度（例えば、最大展開量の６０％）に抑制される態様であり、小柄な成人女性が正規着座位置に着座した場合、６歳の幼児がジュニアシートに着座した場合、成人男性がやや前方寄りに着座した場合等にローリスク展開に対応した展開制御信号（以下、ローリスク展開信号と称する）が出力される。非展開は、エアバッグ４０の展開を行わない態様であり、例えば、１歳の幼児がチャイルドシートに着座している場合や、成人男性を含む全ての体格において極端な前座りをしている場合等に非展開に対応した展開制御信号（以下、非展開信号と称する）が出力される。
【００５５】
そして、セラミック抵抗素子３２の出力に基づく検出荷重値（質量Ｍ×距離Ｌに対応する値）に関して、図９に示すように、ハイ展開条件とローリスク展開条件とを判別するための第１閾値が４８ｋｇに、ローリスク展開条件と非展開条件とを判別するための第２閾値が２１ｋｇにそれぞれ設定されている。尚、第１閾値及び第２閾値の値は一例を示したものであって、本システムが搭載される車両に応じてそれぞれ適切な値が設定される。
【００５６】
次に、回路ＩＣ３３の展開制御信号を出力する回路部において実行される展開制御信号送出処理について、図１１に示すフローチャートを参照しつつ説明する。尚、回路ＩＣ３３は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えており、ＲＯＭに格納された図１０に示すフローチャート処理を記述したプログラムをＣＰＵが読み出して実行する。まず、セラミック抵抗素子３２の出力に基づく検出荷重値が第１閾値以上であるか否かを判定し（ステップ１（以下、Ｓ１と略記する））、第１閾値以上である場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ハイ展開信号を送出し（Ｓ２）、本ルーチンを終了する。一方、Ｓ１で第１閾値未満であると判定された場合（Ｓ１：Ｎｏ）、第２閾値以上であるか否かを判定し（Ｓ３）、第２閾値以上である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ローリスク展開信号を送出し（Ｓ４）、本ルーチンを終了する。Ｓ３で第２閾値未満である場合（Ｓ３：Ｎｏ）、非展開信号を送出し（Ｓ５）、本ルーチンを終了する。尚、回路ＩＣ３３において実行されるＳ１〜Ｓ５のステップが、本発明の制御手段として機能するものである。
【００５７】
従って、乗員保護システム１において、乗員がシート２に着座すると、シート後方部と車体との間に設けられた荷重検出ユニット３０のセラミック抵抗素子３２が、乗員重量と乗員重心のシート前方部からの距離との積に対応する値を出力し、回路ＩＣ３３は、セラミック抵抗素子３２の出力値に基づいてエアバッグ４０の展開制御信号を送出する。そして、エアバッグ電子制御装置５０は、衝突センサによって車両の衝突が検出された際、荷重検出ユニット３０から出力された展開制御信号で指定された展開態様（ハイ展開、ローリスク展開又は非展開）でエアバッグ４０を展開させる。
【００５８】
以上詳述したことから明らかなように、乗員保護システム１によれば、簡単且つ安価な構成で乗員の体格と着座位置とを含む乗員状態に応じてエアバッグ４０の動作制御を適切に行うことにより、エアバッグ４０の乗員保護性能と乗員に対する加害性低減との両立を図ることができる。
【００５９】
また、連結部材１５とレール連結バー２３との間に荷重検出ユニット３０を設けたので、１箇所に荷重検出手段を設けるだけで高精度に荷重検出を行うことができる。また、ダイヤフラム３１にセラミック抵抗素子３２と回路ＩＣとを内蔵する構成としたので、荷重検出及び乗員状態に応じたエアバッグ展開制御とを１つのユニットで実現することができる。特に、荷重検出部として高剛性で小型のセラミック抵抗素子３２を用いたので、荷重検出ユニット３０を極めて小さなサイズとすることができる。
【００６０】
次に、本発明の第一の変形例について説明する。本変形例では、シートフレーム前方部１１ａの締結構造として機構的ひんじを採用したものである。すなわち、図１２に示すように、シートフレーム前方部１１ａにおいて、フレーム部材１２は、機構的ひんじ部を介してアッパーシートレール２１と接続されている。本変形例では、シートフレーム１１が前方部１１ａを中心として上下方向に回動可能に締結されているため、シートフレーム１１の前方締結部の剛性が、セラミック抵抗素子３２を有する荷重検出ユニット３０を介して締結された後方締結部の剛性に対して極めて小さく、セラミック抵抗素子３２によって高精度に荷重を検出することができる。
【００６１】
次に、本発明の第二の変形例について説明する。本変形例では、シートフレーム前方部１１ａの締結構造として弾性ひんじを採用したものである。すなわち、図１２に示すように、シートフレーム前方部１１ａにおいて、フレーム部材１２は、弾性ひんじ部を介してアッパーシートレール２１と接続されている。本変形例では、シートフレーム１１の前方締結部の剛性が、セラミック抵抗素子３２を有する荷重検出ユニット３０を介して締結された後方締結部の剛性に対して極めて小さく、セラミック抵抗素子３２によって高精度に荷重を検出することができる。
【００６２】
次に、本発明の第三の変形例について説明する。本変形例では、２個の荷重検出ユニット３０を用い、左側のロアーシートレール２２と車体との間に１個の荷重検出ユニット３０を設けると共に、右側のロアーシートレール２２と車体との間にも１個の荷重検出ユニット３０を設けてシート後方部の左右で荷重検出を行う構成としたものである。すなわち、図１４に示すように、シートフレーム後方部１１ｂは、前方部と同様にリベット締めによってアッパーシートレール２１に締結されている。一方、ロアーシートレール２２は、荷重検出ユニット３０を介して車体に固定されている。ロアーシートレール２２下部と荷重検出ユニット３０上部とはリベット締めにより固定され、荷重検出ユニット３０下部は、車体にボルト締め固定されたブラケットにリベット締めにより固定されている。本実施形態では、左右２箇所に荷重検出ユニットを設けたので、乗員の着座位置を前後方向だけでなく左右方向においても検出可能である。また、シートフレーム１１の前後方向のスライド位置に応じた荷重が荷重検出ユニット３０において検出されるため、シート２のスライド位置をも考慮したエアバッグの展開制御を行うことができる。さらに、本変形例では、シート２の左右で別個に荷重検出を行うので、シート左右方向の乗員重心位置に基づいて側突用エアバッグの展開制御を行うように構成することも可能である。
【００６３】
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。
【００６４】
例えば、前記実施形態において、シートフレーム１１の前後方向のスライド位置に応じてオン・オフされるスイッチを設け、荷重検出ユニット３０による検出荷重値と、スイッチのオン・オフ状態とを組み合わせて、より高精度にエアバッグの展開制御を行うように構成してもよい。具体的には、ロアーシートレール２２上にスイッチを設け、アッパーシートレール２１が前後方向中間よりも前方に位置する場合にオンされ、後方に位置する場合にオフされるようにして、シート２の前後方向のスライド位置を前方寄り／後方寄りの２段階に判別するように構成してもよい。
【００６５】
また、前記実施形態において、乗員の着座状態を画像により検出する画像センシング装置を設け、荷重検出ユニット３０による検出荷重値と、画像センシングにより得られた乗員位置情報とを組み合わせて、より高精度な乗員状態の検出を行うように構成してもよい。
【００６６】
また、シート前方部における締結構造は、前記実施形態や各変形例において示したものに限定されない。要するに、シート前方部における車体側への締結部の剛性が、シート後方部と車体との間に設けられた荷重検出手段の剛性よりも相対的に低く設定されればよいのである。
【００６７】
また、前記実施形態では荷重検出素子としてセラミック抵抗素子を用いた例を示したが、一般的に広く用いられている歪み検知式の検出素子や静電容量式の検出素子を用いる構成としてもよい。
【００６８】
さらに、前記実施形態では、エアバッグの展開態様をハイ展開、ローリスク展開、非展開の３段階としたが、ハイ展開と非展開との２段階でもよく、或いはエアバッグが展開量を無段階に変更可能な構成である場合には、エアバッグの展開量をリニアに制御する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の乗員保護装置の制御システムを、乗員状態に応じた駆動制御が必要とされる各種の乗員保護装置、例えば、エアバッグ、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システムとして適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態である乗員保護システムの全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】シートの外観を示す斜視図である。
【図３】シートの内部構造を示す斜視図である。
【図４】シート前方の締結構造を示す側面図である。
【図５】シート後方の締結構造を示す側面図である。
【図６】荷重検出ユニットの外観を示す斜視図である。
【図７】荷重検出ユニットの内部構造を示す説明図である。
【図８】（ａ）はシートフレーム後方部に１００ｋｇの荷重が印加される様子を、（ｂ）はセラミック抵抗素子に１００ｋｇの荷重が印加される様子をそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図９】検出荷重値と前方締結部から乗員の重心位置までの距離との関係を示すグラフである。
【図１０】乗員の重心位置と各部材との位置関係を模式的に示す説明図である。
【図１１】展開制御信号送出処理のフローチャートである。
【図１２】第一の変形例におけるシート前方の締結構造を示す側面図である。
【図１３】第二の変形例におけるシート前方の締結構造を示す側面図である。
【図１４】第三の変形例におけるシート後方の締結構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    乗員保護システム
２    シート
１１    シートフレーム
１１ａ  シートフレーム前方部
１１ｂ  シートフレーム後方部
１５    連結部材（フレーム連結部材）
２１    アッパーシートレール
２２    ロアーシートレール
２３    レール連結バー（レール連結部材）
３０    荷重検出ユニット（荷重検出手段）
３２    セラミック抵抗素子（検出部、荷重検出手段）
３３    回路ＩＣ（荷重検出手段、制御手段）
４０    エアバッグ（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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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