(57)【要約】【課題】圧力センサの破損を防止しつつ圧力の検出精度を高めることが出来る車両シート用の圧力検出装置その圧力検出装置を適用した乗員状態検出装置を提供する。【解決手段】本発明は、車両に備えられたシート（２）にかかる乗員の圧力を検出する車両シート用の圧力検出装置であって、車両のシート内に設けられ圧力に応じて信号を出力する圧力センサ（１０）と、この圧力センサのシートのシート表皮からの距離及び／又は角度が変更されるように圧力センサを移動させる可動手段（１２、１４）と、この可動手段による圧力センサの移動を制御する制御手段（２０）と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられたシートにかかる乗員の圧力を検出する車両シート用の圧力検出装置であって、
上記シート内に設けられ圧力に応じて信号を出力する圧力センサと、
この圧力センサの上記シートのシート表皮からの距離及び／又はシート表皮に対する角度が変更されるように上記圧力センサを移動させる可動手段と、
この可動手段による上記圧力センサの移動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする車両シート用の圧力検出装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記圧力センサが上記シート表皮に近接する第１位置及び上記シート表皮から離間する第２位置との間で移動するように上記可動手段を制御する請求項１に記載の圧力検出装置。
【請求項３】
上記制御手段は、上記圧力センサが上記第１位置に存在する時間が所定時間内となるように上記可動手段を制御する請求項２に記載の圧力検出装置。
【請求項４】
さらに、ドア開閉検出手段を有し、
上記制御手段は、上記ドア開閉検出手段によるドア開閉検出後の少なくとも所定時間の間は上記圧力センサが上記第２位置に存在するように上記可動手段を制御する請求項２に記載の圧力検出装置。
【請求項５】
上記可動手段は、モータ又はエアポンプ装置のいずれかである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の圧力検出装置。
【請求項６】
車両に備えられたシートにかかる乗員の圧力を検出する圧力検出装置と、
この圧力検出装置により検出された圧力に基づいて乗員の換気量を算出する換気量算出手段と、
この換気量算出手段により算出された換気量から乗員の運転負荷量を推定する運転負荷量推定手段と、を備え、
上記圧力検出装置は、
上記シート内に設けられ圧力に応じて信号を出力する圧力センサと、
この圧力センサの上記シートのシート表皮からの距離及び／又はシート表皮に対する角度が変更されるように上記圧力センサを移動させる可動手段と、
この可動手段による上記圧力センサの移動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする乗員状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両シート用圧力検出装置等に係り、特に、車両に備えられたシートにかかる乗員の圧力を検出する車両シート用の圧力検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シートに設けた圧力センサにより得られたシート反力の大きさから、ドライバの疲労度合いを算出する車両用着座モニタ装置が開示され、特許文献２には、シート座面に設けた圧力センサから得られる圧力分布から乗員の重心の変化を求め、その重心の変化から乗員の姿勢変化を検出し、この姿勢変化からドライバの状態を検出するドライバ状態判定装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０６４１３１号公報
【特許文献２】特開２００２−００８１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、シート内に圧力センサを設けて乗員の体圧などを検出する場合、センサをシート表皮になるべく近く配置する方が、検出精度を高められる。
しかしながら、センサをシート表皮に近く配置すると、乗員が座ったときの衝撃でセンサが破損したり、或いは、破損しなくても乗員に違和感を与えてしまう。
従って、従来は、センサをシート表皮から或る程度離して配置しており、検出精度が低かった。
ここで、本願の発明者らは、シートに設けた圧力センサにより乗員の換気量を求めることが出来ること、及び、その換気量から乗員の運転負荷量（緊張度等）を算出することが出来ることを見出した。しかしながら、圧力センサから換気量を求めるには、高い検出精度が必要となる。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、圧力センサの破損を防止しつつ圧力の検出精度を高めることが出来る車両シート用の圧力検出装置その圧力検出装置を適用した乗員状態検出装置を提供することを目的としている。
また、乗員に圧力センサの存在による違和感を与えることを抑制しつつ圧力の検出精度を高めることが出来る車両シート用の圧力検出装置及びその圧力検出装置を適用した乗員状態検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明は、車両に備えられたシートにかかる乗員の圧力を検出する車両シート用の圧力検出装置であって、車両のシート内に設けられ圧力に応じて信号を出力する圧力センサと、この圧力センサのシートのシート表皮からの距離及び／又
は角度が変更されるように圧力センサを移動させる可動手段と、この可動手段による圧力センサの移動を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、圧力センサが移動可能となっており、圧力センサのシート表皮からの距離及び／又は角度が変更される。従って、圧力を検出するときには、圧力センサのシート表皮からの距離を小さく及び／又はシート表皮に対する角度を平行に近くなるようにして、圧力の検出精度を高めることが出来る。一方、圧力を検出しないときには、圧力センサのシート表皮からの距離を大きく及び／又はシート表皮に対する角度が大きくなるようにして、圧力センサの破損を防止することが出来る。
【０００７】
また、本発明において、好ましくは、制御手段は、圧力センサがシート表皮に近接する第１位置及びシート表皮から離間する第２位置との間で移動するように可動手段を制御する。
【０００８】
また、本発明において、好ましくは、制御手段は、圧力センサが第１位置に存在する時間が所定時間内となるように可動手段を制御する。
このように構成された本発明においては、圧力センサがシート表皮に近接する第１位置に存在する時間を、乗員がセンサ部の存在を感じ始めるまでの時間差より小さい所定時間とすることで、乗員に圧力センサの存在による違和感を与えることを抑制することが出来る。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、さらに、ドア開閉検出手段を有し、制御手段は、ドア開閉検出手段によるドア開閉検出後の少なくとも所定時間の間は圧力センサが第２位置に存在するように可動手段を制御する。
このように構成された本発明においては、所定時間をドア開閉検出後に乗員が乗降に要すると考えられる時間と設定することで、少なくともその所定時間の間は圧力センサがシート表皮から離間する第２位置に存在するので、圧力センサの破損を防止することが出来る。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、可動手段は、モータ又はエアポンプのいずれかである。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために本発明による乗員状態検出装置は、車両に備えられたシートにかかる乗員の圧力を検出する圧力検出装置と、この圧力検出装置により検出された圧力に基づいて乗員の換気量を算出する換気量算出手段と、この換気量算出手段により算出された換気量から乗員の運転負荷量を推定する運転負荷量推定手段と、を備え、圧力検出装置は、シート内に設けられ圧力に応じて信号を出力する圧力センサと、この圧力センサのシートのシート表皮からの距離及び／又はシート表皮に対する角度が変更されるように圧力センサを移動させる可動手段と、この可動手段による圧力センサの移動を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、圧力を検出するときには、圧力センサのシート表皮からの距離を小さく及び／又はシート表皮に対する角度を平行に近くなるようにして、圧力の検出精度を高めることが出来、さらに、運転負荷量を精度良く推定することが出来る。一方、圧力を検出しないときには、圧力センサのシート表皮からの距離を大きく及び／又はシート表皮に対する角度が大きくなるようにして、圧力センサの破損を防止することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による乗員状態検出装置によれば、圧力センサの破損を防止しつつ圧力の検出精度を高めることが出来る。また、乗員に圧力センサの存在による違和感を与えることを抑制しつつ圧力の検出精度を高めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、図１乃至図４により、本発明の第１実施形態による圧力検出装置の構成を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による圧力検出装置の全体構成を示す図であり、図２及び図３は、シート内に配置された状態の本発明の第１実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
図１に示すように、車両１のシート２の座面部及びシートバック部には、センサ装置４が設けられている。
図２に示すように、シートはウレタン発泡によりシート形状に形成されたシートクッション部６及びその表面に張られたシート表皮８を有する。センサ装置４は、シートクッション部６に配置されている。
【００１４】
センサ装置４は、歪み式の圧力センサ１０を備え、この圧力センサ１０により、シート２にかかる乗員の体圧を検出するようになっている。なお、センサ１０は、エアーパック式或いは感圧シート式でも良い。
この圧力センサ１０は、可動アーム１２の先端部に取り付けられており、この可動アーム１２は、電動モータ１４により回動するようになっている。
【００１５】
次に、図１に示すように、車両１には、ドア１６の開閉状態を検知するドアスイッチ１８が設けられている。車両１は、ＥＣＵ２０を備え、このＥＣＵ２０には、圧力センサ１０（図２参照）からの信号及びドアスイッチ１８からの信号が入力されるようになっている。さらに、ＥＣＵ２０は、電動モータ１４（図２参照）に接続されており、電動モータ１４を制御するようになっている。
【００１６】
圧力センサ１０及び可動アーム１２は、電動モータ１４を駆動することにより、図２に示す位置Ａと、図３に示す位置Ｂとの間で移動する。
図２に示す位置は、乗員の体圧を検出するために圧力センサ１０をシート表皮８に近接させる近接位置（検出位置）Ａであり、図３に示す位置は、乗員の乗降時における圧力センサ１０の破損を防止するためにシート表皮８から離す離間位置（回避位置）Ｂである。
圧力センサ１０は、乗員の体圧を受ける受圧面１０ａを有し、この受圧面１０ａは、検出位置Ａではシート表皮８の面とほぼ平行に延びるように、離間位置Ｂではシート表皮８から離れると共にシート表皮８の面に対して斜めに延びるように位置決めされている。
【００１７】
次に、図３乃至図５により、ＥＣＵ２０による制御内容を説明する。
図４は、本発明の第１実施形態の乗員状態検出装置による処理ステップを示すフローチャートであり、図５は、ドアスイッチの出力信号を示す線図である。図４において、「Ｓ」はステップを示す。
図４に示すように、先ず、Ｓ１において、ドア１６が開閉されたか否かを判定する。具体的にＳ１においては、ドアスイッチ１８からＥＣＵ２０に図５に示すような信号が入力されると、ドア開閉時であると判定される。本実施形態では、ドアが閉から開になったとき（符号Ｃで示すとき）をドア開閉時とする。
【００１８】
図４に示すように、ドア開閉時でないと判定された場合は、Ｓ６に進み、圧力センサ１０を近接位置Ａ（図２の状態）に保持する。
ドア開閉時であると判定された場合には、Ｓ２に進み、電動モータ１４を駆動して、圧力センサ１０を離間位置Ｂ（図３の状態）に移動させる。次に、Ｓ３及びＳ４により、圧力センサ１０を、所定時間（離間時間）が経過するまで離間位置Ｂに保持する。
【００１９】
この所定時間は、乗員が乗降に要すると考えられる時間より長く設定される。乗降に要する時間とは、乗員がドア１６を開けてからシート２に座るまでの時間、或いは、乗員がドア１６を開けてから降りるまでの時間である。
所定時間経過後は、Ｓ５において、電動モータ１４を駆動して、圧力センサ１０を近接位置Ａに移動させ、Ｓ６において、そのまま保持する。
【００２０】
次に、第１実施形態の作用効果を説明する。
先ず、圧力センサ１０が近接位置Ａにある場合には、乗員に近接した位置で圧力検出が可能である。従って、高精度で検出が可能である。また、圧力センサ１０にシートクッション６等からノイズが伝達されることを抑制することが出来る。
【００２１】
一方、乗員がドア１６を開けてからシート２に座るまでの時間、或いは、乗員がドア１６を開けてから降りるまでの時間には、一般に、シートに乗員から大きな圧力や衝撃がかかりやすい。従って、圧力センサ１０が近接位置Ａにあると、圧力センサ１０はそのような大きな圧力や衝撃を受けやすくなる。その結果、圧力センサ１０が破損してしまう恐れがある。
【００２２】
これに対し本実施形態では、圧力センサ１０を電動モータ１４及び回動アーム１２により離間位置Ｂに回避させて、圧力センサ１０が破損することを防止している。特に、この離間位置Ｂでは、圧力センサ１０をシート表皮８の面に対して斜めに延びるようにしているので、圧力センサ１０に加わる圧力が分散され、圧力センサ１０をより確実に保護することが出来る。
【００２３】
次に、図６及び図７により本発明の第２実施形態を説明する。
図６及び図７は、シート内に配置された状態の本発明の第２実施形態によるセンサ装置を示す図である。
この第２実施形態は、第１実施形態のセンサ装置４の代わりに、図６及び図７に示すようなセンサ装置２４を設けたものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。以下、主に第１実施形態と異なる点について説明する。
【００２４】
図６に示すように、第２実施形態では、圧力センサ１０の端縁部が電動モータ１４に直接取り付けられている。図６及び図７に示すように、圧力センサ１０は、電動モータ１４により近接位置Ａと離間位置Ｂとの間で回動される。近接位置Ａは、第１実施形態と同様に、圧力センサ１０の受圧面１０ａが、シート表皮８に近接すると共にシート表皮８の面とほぼ平行に延びており、乗員の圧力を検出する。離間位置Ｂも、第１実施形態と同様に、圧力センサ１０が、シート表皮８の面に対して斜めに延びている。また、圧力センサ１０は、電動モータ１４に取り付けられる端縁部とは反対側の端縁部が、シート表皮８から離れている。
【００２５】
この第２実施形態による圧力検出装置２４も、第１実施形態と同様に、ＥＣＵ２０により図４に示す処理内容で制御される。
従って、圧力センサ１０が近接位置Ａにある場合には、乗員に近接した位置で圧力検出が可能である。従って、圧力を精度良く且つ確実に検出することが出来る。また、圧力センサ１０にシートクッション６等からノイズが伝達されることを抑制することが出来る。一方、乗員の乗降時には、圧力センサ１０を電動モータ１４により離間位置Ｂに回避させて、圧力センサ１０が破損することを防止することが出来る。特に、離間位置Ｂでは、圧力センサ１０をシート表皮８の面に対して斜めに延びるようにしているので、圧力センサ１０に加わる圧力が分散され、圧力センサ１０をより確実に保護することが出来る。
【００２６】
次に、図８及び図９により本発明の第３実施形態を説明する。
図８及び図９は、シート内に配置された状態の本発明の第３実施形態によるセンサ装置を示す図である。
この第３実施形態は、第１実施形態のセンサ装置４の代わりに、図８及び図９に示すようなセンサ装置３４を設けたものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。以下、主に第１実施形態と異なる点について説明する。
【００２７】
図８及び図９に示すように、第３実施形態では、圧力センサ１０が、ワイヤ３６を介して電動モータ１４に接続されている。ワイヤ３６は、複数のチューブ部材３８内及びストッパ３９に形成された孔部（図示せず）を通り、それらの部材３８、３９に対して相対移動可能となっている。ワイヤ３６は電動モータ１４により巻き上げられ、或いは、反対方向に押し出される（解き放たれる）ようになっている。
【００２８】
作用を説明する。
図８に示す近接位置Ａでは、ワイヤ３６は図中の矢印Ｔで示す方向に引っ張られている。そして、ワイヤ３６に引かれた圧力センサ１０が、複数のチューブ３８を押し、最下端のチューブ３８はストッパ３９に当接する。複数のチューブ３８は、圧力センサ１０とストッパ３９との間で、ワイヤ３６の引張力により互いに拘束し合う。ワイヤ３８に引張力が作用したままで保持されると、圧力センサ１０、ワイヤ３６及び複数のチューブ３８は、この図８で示すような状態で固定される。その結果、圧力センサ１０は、シート表皮８に近接した状態で且つシート表皮８の面と平行に延びるような位置に固定される。
【００２９】
次に、図９に示す自由位置Ｂでは、ワイヤ３６は、図中の矢印Ｒで示す方向に押し出され、緩んだ状態となる。従って、複数のチューブ３８及び圧力センサ１０には、互いを拘束する力が及ばなくなり、自由に移動することが出来る。従って、乗員がシートに着座して圧力センサ１０に荷重が加わっても、圧力センサ１０は、シート表皮８から離れる方向に逃げることになる。
【００３０】
この第３実施形態による圧力検出装置３４も、第１実施形態と同様に、圧力センサ１０が近接位置Ａ或いは自由位置Ｂになるように、ＥＣＵ２０により図４に示す処理内容で制御される。この場合Ｓ２におけるモータ駆動は、ワイヤ３６を緩ませる方向の駆動であり、Ｓ５におけるモータ駆動は、ワイヤ３６を引っ張る方向の駆動である。
【００３１】
これらの結果、圧力センサ１０が近接位置Ａにある場合には、乗員に近接した位置で圧力検出が可能である。従って、圧力を精度良く且つ確実に検出することが出来る。また、圧力センサ１０にシートクッション６等からノイズが伝達されることを抑制することが出来る。一方、乗員の乗降時には、圧力センサ１０が自由位置Ｂとなっており、乗員から力が加わってもシート内方に逃げるので、圧力センサ１０が破損することを防止することが出来る。
【００３２】
なお、第３実施形態の変形例として、電動モータ１４を使用せず、ワイヤ３６をドア１６のドアヒンジ（図示せず）に接続するようにしても良い。この場合には、ドア１６の開閉に応じてワイヤ３６を引っ張ったり押し出したりする。
【００３３】
次に、図１０及び図１１により本発明の第４実施形態を説明する。
図１０及び図１１は、シート内に配置された状態の本発明の第４実施形態によるセンサ装置を示す図である。
この第４実施形態は、第１実施形態のセンサ装置４の代わりに、図１０及び図１１に示すようなセンサ装置４４を設けたものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。以下、主に第１実施形態と異なる点について説明する。
【００３４】
図１０及び図１１に示すように、第４実施形態では、圧力センサ１０が、ワイヤ４６を介して電動モータ１４に接続されている。また、シートクッション部６には、サポートプレート４８が固定されており、このサポートプレート４８と圧力センサ１０とが、ゴムチューブ４９（図１１にのみ図示）で連結されており、圧力センサ１０には、常に、このゴムチューブ４９により、サポートプレート４８に向けて付勢力が加えられている。一方、ワイヤ４６は電動モータ１４により巻き上げられ、或いは、反対方向に押し出されるようになっている。なお、この第４実施形態では、圧力センサ１０は、歪み式、エアーパック式或いは感圧シート式のいずれであっても良い。
【００３５】
作用を説明する。
図１０に示す近接位置Ａでは、電動モータ１４によりワイヤ４６は押し出されており、圧力センサ１０は、ゴムチューブ４９の付勢力により、サポートプレート４８に密着している。従って、圧力センサ１０は、サポートプレート４８を介して、シート表皮８に近接した状態で且つシート表皮８の面と平行に延びるような位置に固定される。圧力センサ１０とサポートプレート４８との密着により、サポートプレート４８に加わる荷重や歪みが、圧力センサ１０に加わるようになっている。
【００３６】
次に、図１１に示す離間位置Ｂでは、ワイヤ４６は、電動モータ１４により図中の矢印で示す方向に引っ張られ、圧力センサ１０がサポートプレート４８から離れた状態となっている。従って、乗員がシートに着座して圧力センサ１０に荷重が加わっても、圧力センサ１０には、そのような荷重が及びにくくなる。
【００３７】
この第４実施形態によるセンサ装置４４も、第１実施形態と同様に、圧力センサ１０が近接位置Ａ或いは離間位置Ｂになるように、ＥＣＵ２０により図４に示す処理内容で制御される。この場合Ｓ２におけるモータ駆動は、ワイヤ４６を引っ張る方向の駆動であり、Ｓ５におけるモータ駆動は、ワイヤ４６を押し出す方向の駆動である。
【００３８】
これらの結果、圧力センサ１０が近接位置Ａにある場合には、乗員に近接した位置でサポートプレート４８を介して圧力検出が可能である。従って、圧力を精度良く且つ確実に検出することが出来る。また、圧力センサ１０にシートクッション６等からノイズが伝達されることを抑制することが出来る。一方、乗員の乗降時には、圧力センサ１０が離間位置Ｂとなっており、圧力センサ１０が破損することを防止することが出来る。
【００３９】
次に、図１２及び図１３により本発明の第５実施形態を説明する。
図１２及び図１３は、本発明の第５実施形態による圧力検出装置を構成するシートを示す図である。
この第５実施形態は、第１実施形態のシート２の代わりに、図１２及び図１３に示すようなシート５０を設けたものである。この第５実施形態では、シート５０全体がセンサ装置５４として構成されている。センサ装置５４は、圧力センサ１０を有し、この圧力センサ１０を移動させる可動機構が、シート５０に組み込まれている。以下、主に第１実施形態と異なる点について説明する。
【００４０】
図１２及び図１３に示すように、シート５０は、シート表皮５８の内方に、ウレタンを発泡させて形成した第１シートクッション部５６と、流動性物質を充填させた第２シートクッション部５７とを有する。流動性物質は、パウダービーズ或いは流動性のあるゲルである。
【００４１】
第１シートクッション部５６内には、乗員側に寄せて配置された圧力センサ１０と、電動モータ１４と、この電動モータ１４に接続された回転軸５２とが設けられている。第１シートクッション部５６は、この回転軸５２を中心にして、図１２に示す近接位置Ａと、図１３に示す離間位置Ｂとの間で回動するようになっている。その際、第２シートクッション部５７の流動性物質がシート表皮５８内で移動して、第１シートクッション部５６の回動を許容するようになっている。シート表皮５８は、その外形を維持するように形成されている。
【００４２】
近接位置Ａでは、第１実施形態と同様に、圧力センサ１０の受圧面１０ａが、シート表皮５８に近接すると共にシート表皮５８の面とほぼ平行に延びており、乗員の圧力を検出する。離間位置Ｂでは、第１シートクッション部５６の回動により、第１実施形態と同様に、圧力センサ１０が、シート表皮５８から離間すると共にシート表皮５８の面に対して斜めに延びている。
【００４３】
この第５実施形態による電動モータ１４も、圧力センサ１０が近接位置Ａ或いは自由位置Ｂになるように、ＥＣＵ２０により図４に示す処理内容で制御される。
従って、圧力センサ１０が近接位置Ａにある場合には、乗員に近接した位置で圧力検出が可能である。従って、圧力を精度良く且つ確実に検出することが出来る。また、圧力センサ１０にシートクッション６等からノイズが伝達されることを抑制することが出来る。一方、乗員の乗降時には、圧力センサ１０を電動モータ１４及び回動軸５２により離間位置Ｂに回避させて、圧力センサ１０が破損することを防止することが出来る。特に、図１３に示す離間位置Ｂでは、シート表皮５８と圧力センサ１０との間に流動性物質が介在するので、圧力を緩和して、より確実に圧力センサ１０を保護することが出来る。
【００４４】
次に、図１４乃至図１７により、本発明の第６実施形態による圧力検出装置の構成を説明する。
図１４は、本発明の第６実施形態による圧力検出装置の全体構成を示す図であり、図１５は、本発明の第６実施形態によるセンサ装置の構成を示す図であり、図１６及び図１７は、シート内に配置された状態の本発明の第６実施形態によるセンサ装置を示す図である。
図１４に示すように、車両１のシート２の座面部及びシートバック部には、センサ装置６４が設けられている。
【００４５】
図１５に示すように、センサ装置６４は、第１実施形態と同様に歪み式の圧力センサ１０を備える。この圧力センサ１０は、エアシリンダ６６のピストン６７の先端部に取り付けられている。ピストン６７及び圧力センサ１０は、エアシリンダ６６にエアポンプ６８から高圧空気が送られ、或いは、エアシリンダ６６から開放弁６９を介して高圧空気が大気に放出されることにより、図中の矢印方向に移動する。
【００４６】
図１４及び図１５に示すように、車両１は、ＥＣＵ２０を備え、このＥＣＵ２０には、圧力センサ１０からの信号が入力されるようになっている。さらに、ＥＣＵ２０は、エアポンプ６８に接続されており、エアポンプ６８を制御するようになっている。
図１６及び図１７に示すように、シート２は、第１実施形態と同様にシートクッション部６及びシート表皮８を有し、センサ装置６４は、シートクッション部６に配置されている。
【００４７】
図１６に示す位置は、圧力センサ１０の離間位置（原点位置）Ｂである。圧力センサ１０は、圧力センサ１０が存在することによる違和感を乗員に感じさせないように、さらに、圧力センサ１０が破損しないような距離でシート表皮８から離されている。第６実施形態では、この位置Ｂが原点として規定されている。この位置Ｂは、本実施形態では、シート表皮８から４０ｍｍの距離にある。
【００４８】
一方、図１７に示す位置は、乗員の体圧を検出するときの位置であり、圧力センサ１０をシート表皮８に近接させる近接位置（検出位置）Ａである。圧力センサ１０の受圧面１０ａは、近接位置Ａにおいて、シート表皮８の面とほぼ平行に延びるように形成されており、検出精度を高めるようにしている。この位置Ａは、本実施形態では、シート表皮５８から１０ｍｍの距離にある。
【００４９】
圧力センサ１０は、上述したエアピストン６７等の作動によって、原点位置Ｂと検出位置Ａとの間でシート表皮８の面に対しほぼ垂直方向に移動する。
【００５０】
次に、図１８乃至図２０により、ＥＣＵ２０による制御内容を説明する。
図１８は、本発明の第６実施形態の圧力検出装置による処理ステップを示すフローチャートであり、図１９は、圧力センサの出力信号を示す線図（ａ）及び圧力センサの位置を示す線図（ｂ）である。図１８において、「Ｓ」はステップを示す。
図１８に示すように、先ず、Ｓ１０において、運転負荷検出条件が成立しているか否かを判定する。本実施形態では、前回測定してから所定時間（測定間隔）が経過したか否かを判定している。なお、この例では、圧力センサ１０により得られた圧力に基づいて、乗員の運転負荷量を検出するようにしている。乗員負荷量は、乗員の換気量から推定される量であり、乗員の緊張度や疲労度を示す指標である。後述するように、圧力センサ１０により得られた波形から乗員の換気量（呼吸に伴う量）が算出される。
【００５１】
Ｓ１０において運転負荷検出条件が成立しているときには、Ｓ１１に進み、圧力センサ１０の出力値が、感度しきい値Ｇを超えているか否かを判定する。
感度しきい値Ｇとは、圧力センサ１０の出力値がその感度しきい値Ｇより大きければ、精度良く圧力を検出可能な値として規定されている。
【００５２】
Ｓ１１において、圧力センサ１０の出力値が感度しきい値Ｇを超えていないと判定されると、Ｓ１２に進み、エアポンプ６８を作動させて、圧力センサ１０をシート表皮８に近づける方向に移動させる。圧力センサ１０の出力値が感度しきい値Ｇを超えるとＳ１３に進み、エアポンプ６８の作動を停止して、圧力センサ１０を近接位置Ａに保持する。なお、この場合には開放弁６９は閉じたままである。この場合、図１９に示す例では、時間Ｔ１において、圧力センサ１０がほぼ近接位置Ａになると共に圧力センサ１０の出力値が感度しきい値Ｇを超えている。
【００５３】
次に、Ｓ１４において、圧力センサ１０の出力値が、感受しきい値Ｈを超えているか否かを判定する。
感受しきい値Ｈとは、圧力センサ１０の出力値がその感受しきい値Ｈより大きければ、乗員がすぐさま違和感を感じる値として規定されている。
【００５４】
ここで、乗員は運転中はじっとしていることは少なく、圧力センサ１０へ入力される体圧値は、乗員の姿勢変化などによって増減する。そこで、Ｓ１４では、乗員の姿勢変化などにより違和感を感じる出力値（感受しきい値Ｈを超える出力値）となれば、Ｓ１６に進み、圧力センサ１０を原点に復帰させる。Ｓ１６では、開放弁６９を開いて、圧力空気を大気に開放する。
【００５５】
ここで、或る程度の圧力が乗員に加わっている場合、乗員が違和感を感じるまでには時間差がある。即ち、同じ位置及び同じ圧力値の場合、乗員は、少し時間をおいてから、背中などに何か（圧力センサ）が当たっている等と違和感を感じるのである。違和感の度合いが強いほど短時間で感じ易く、弱いほど時間がかかる傾向にある。
【００５６】
即ち、圧力センサ１０の出力値が感受しきい値Ｈ以下であっても、或る時間（Ｓ１５における所定時間（感受限界時間））が経過すると、乗員は違和感を感じ始めるのである。そこで、本実施形態では、Ｓ１４において圧力センサ１０の出力値が感受しきい値Ｈを超えていないと判定された場合でも、乗員が違和感を感じない時間長さ（Ｓ１５における所定時間内）で圧力センサ１０を近接位置Ａに保持する。即ち、Ｓ１５で所定時間を超えていないと判断された場合には、Ｓ１３及びＳ１４の処理を繰り返し、Ｓ１５で所定時間を超えていると判断された場合には、Ｓ１６に進み、圧力センサ１０を原点に復帰させる。
【００５７】
図１９に示す例では、時間Ｔ１から時間Ｔ２の間においてＳ１３乃至１５の処理が繰り返され、時間Ｔ２において、Ｓ１６の処理により圧力センサ１０が原点復帰している。
【００５８】
次に、第６実施形態の作用効果を説明する。
先ず、圧力センサ１０が近接位置Ａにある場合には、乗員に近接した位置で圧力検出が可能である。従って、圧力を精度良く且つ確実に検出することが出来る。また、圧力センサ１０にシートクッション６等からノイズが伝達されることを抑制することが出来る。特に、圧力検出時には、圧力センサ１０の出力値が感度しきい値Ｇを超えるように圧力センサ１０を近接位置Ａにしているので、精度良く圧力を検出可能である。
【００５９】
ここで、図２０に、圧力センサ１０が近接位置（検出位置）Ａ或いは離間位置（原点位置）Ｂにある場合のそれぞれのセンサ出力データの例を示す。近接位置Ａでは、圧力センサ１０が乗員に近接しているので、出力幅が大きくなる。一方、離間位置Ｂでは、圧力センサ１０が乗員から離れている分、出力幅が小さくなってしまう。圧力センサ１０の出力幅は、後述する乗員状態検出装置において換気量を検出する際の検出精度に大きく影響を及ぼす。従って、本実施形態により精度良く圧力を検出すると共に精度良く乗員状態を検出可能となる。
【００６０】
さらに、第６実施形態では、圧力センサ１０の出力値が感受しきい値Ｈを超えないようにされ、或いは、感受しきい値Ｈを超えない場合でも圧力検出時間を所定時間（Ｓ５）内としているので、乗員に圧力センサ１０の存在による違和感を感じさせることを抑制することが出来る。
【００６１】
次に、図２１及び図２２により本発明の第７実施形態を説明する。
図２１及び図２２は、シート内に配置された状態の本発明の第７実施形態によるセンサ装置を示す図である。
この第７実施形態は、第６実施形態のセンサ装置６４の代わりに、図２１及び図２２に示すようなセンサ装置７４を設けたものであり、その他の構成は第６実施形態と同様である。以下、主に第１実施形態と異なる点について説明する。
【００６２】
図２１及び図２２に示すように、第７実施形態では、ピストン６７が上下方向に延びており、そのピストン６７の上端部に圧力センサ１０が取り付けられている。ピストン６７やエアポンプ６８等の構成は、上述した図１５と同様であるが、ピストン６７への圧力センサ１０の取付角度が異なっている。
【００６３】
図２１に示す位置は、圧力センサ１０の離間位置（原点位置）Ｂである。圧力センサ１０は、圧力センサ１０が存在することによる違和感を乗員に感じさせないように、さらに、圧力センサ１０が破損しないような距離でシート表皮８から離されている。第７実施形態では、この位置Ｂが原点として規定されている。
【００６４】
一方、図２２に示す位置は、乗員の体圧を検出するときの位置であり、圧力センサ１０をシート表皮８に近接させる近接位置（検出位置）Ａである。圧力センサ１０の受圧面１０ａは、近接位置Ａにおいて、シート表皮８の面とほぼ平行に延びるように形成されており、検出精度を高めるようにしている。
【００６５】
この第７実施形態による圧力検出装置７４も、第６実施形態と同様に、ＥＣＵ２０により図１８に示す処理内容で制御され、圧力センサ１０は、原点位置Ｂと検出位置Ａとの間でシート表皮５８の面に対し斜めに移動する。
【００６６】
従って、この第７実施形態は、第６実施形態と同様に、圧力センサ１０にシートクッション６等からノイズが伝達されることを抑制すると共に乗員に位置が近いので高精度で検出が可能である。さらに、乗員に圧力センサ１０の存在による違和感を感じさせることを抑制することが出来る。
【００６７】
次に、図２３乃至図２７により、上述した各実施形態の圧力検出装置を適用可能な乗員状態検出装置を説明する。ここでは、代表例として、第１実施形態の圧力検出装置を適用した乗員状態検出装置を説明する。
この乗員状態検出装置は、圧力検出装置により得られた圧力データから乗員の換気量を求め、さらに、その換気量と乗員の運転負荷量との所定の相関関係から、乗員の運転負荷量を推定する装置である。
【００６８】
先ず、図２３に示すように、車両１には、上述した第１実施形態の構成（図１参照）に加え、記憶装置３０が設けられている。記憶装置３０はＣＰＵ２０に接続されている。ＣＰＵ２０は、圧力センサ１０から入力された圧力データ及び記憶装置３０に記憶された運転負荷量規定マップに基づいて乗員の運転負荷量を推定する。
【００６９】
次に、図２４により、ＣＰＵ２０における処理内容を説明する。図２４は、本発明の実施形態による圧力検出装置が適用された乗員状態検出装置による処理ステップを示すフローチャートである。図２４において、Ｓはステップを表す。
図２４に示すように、先ず、Ｓ３０において、センサ装置４からの信号の入力を受け付け、次に、Ｓ３１において換気量を算出する。
【００７０】
ここで、図２５及び図２６により、Ｓ３１における換気量の算出手法を説明する。図２５は、シートに設けた圧力センサにより得られる呼吸を表す波形と、この波形から呼気量及び吸気量を求めるための頂部Ｔ、底部Ｂ及び高さＴａ、Ｂａを示す線図であり、図２６は、シートに設けた圧力センサにより得られる呼吸を表す波形と、この波形から換気量を求めるためのパルス数ｎを示す線図である。
【００７１】
先ず、第１の換気量算出手法を説明する。第１の換気量算出手法では、乗員の換気量を、呼気量と吸気量とで算出する。
【００７２】
先ず、図２５に示すように、圧力センサ１０から得られた圧力値（乗員の体圧）は、呼吸に合わせて波形を描いて推移する。なお、息を吸うとき（吸気）には圧力が増え、息を吐くとき（呼気）には圧力が減る。本実施形態では、換気量を検出するために、先ず、このようなデータから、波形の頂部（Ｔｏｐ）であるＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｉの時間値及び圧力値と、波形の底部（Ｂｏｔｔｏｍ）であるＢ１、Ｂ２、Ｂ３・・・Ｂｉの時間値及び圧力値を定める。ｉは、換気量を１回算出するためのサンプリング数である。なお、ｉ＝１或いは２として、呼吸する毎に換気量を求めても良い。
【００７３】
各頂部及び底部により、三角形状の領域が特定され、各々、１回の呼吸における呼気量或いは吸気量となる。例えば、Ｔ１、Ｔ２及びＢ１により形成された三角形は、ほぼ呼気量を表し、Ｔ２、Ｂ１及びＢ２により形成された三角形は、ほぼ吸気量を表す。
図２５に示すように、それぞれの三角形領域の高さを、Ｔａ１、Ｔａ２・・・Ｔａ（ｉ−１）、或いは、Ｂａ１、Ｂａ２・・・Ｂａ（ｉ−１）として定める。例えば、Ｔａ１は、
Ｔａ１＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２−Ｂ１              式（１）
で算出され、Ｂａ１は、
Ｂａ１＝（Ｂ１＋Ｂ２）／２−Ｔ２              式（２）
で算出される。Ｔａ２以降、Ｂａ２以降も同様に算出される。
【００７４】
呼気量Ｔ０を、以下の近似式（３）のように、−（マイナス）の差分値平均として算出する。
Ｔ０＝（Ｔａ１＋Ｔａ２＋・・・＋Ｔａ（ｉ−１））／ｉ              式（３）
吸気量Ｂ０を、以下の近似式（４）のように、＋（プラス）の差分値平均として算出する。
Ｂ０＝（Ｂａ１＋Ｂａ２＋・・・＋Ｂａ（ｉ−１））／ｉ              式（４）
【００７５】
換気量を、以下の式（５）で算出する。
換気量＝Ｔ０＋Ｂ０              式（５）
このように、換気量として、吸気量と呼気量の和を求める。
なお、換気量を、以下の式（６）のように吸気量から呼気量を引いた値（残気量）で算出しても良い。
換気量＝Ｂ０−Ｔ０              式（６）
【００７６】
例えば、乗員が緊張状態にあるときには、過呼吸状態になり、このような過呼吸状態を検出するため、この式（６）のような残気量を用いても良い。なお、残気量は、長期的に感じるストレスを検出する際に用いるのが好ましい。また、パニック時などには、図２５に示すような三角形が得られにくくなり、このような場合には、Ｔａ、Ｂａなどの差分だけを見ても良い。
【００７７】
次に、第２の換気量算出手法を説明する。
図２６に示すように、圧力検出装置から得られた圧力値は、呼吸に合わせて波形を描いて推移するが、この第２の換気量算出手法では、所定時間Ｔ内のパルス数（呼吸数）で換気量を算出する。パルス数は、図２６に示すように、ｎ１、ｎ２、ｎ３・・・ｎｊとカウントされる。この所定時間Ｔとパルス数ｊとにより、換気量を算出する。この算出は、以下の式（７）で表される換算式或いはマップデータを使用する。
換気量＝標準肺活量×ｊ／Ｔ              式（７）
マップデータは、縦軸パルス数（ｊ）と横軸所定時間（Ｔ）からなり、マップ上は検出エラー領域と換気量領域から構成される。
【００７８】
上述したような第１の換気量算出手法、第２の換気量算出手法、残気量による算出手法、差分による算出手法など、車両の走行環境などに応じて適切な算出方法が選択される。
【００７９】
次に、図２４に示すように、Ｓ３２において、Ｓ３１で算出された換気量を基にドライバの運転負荷量が推定される。
このＳ３２では、運転負荷量は、Ｓ３１で算出された換気量と、車両の状態を示す所定のデータと、記憶装置３０に記憶された運転負荷量規定マップと、により推定される。なお、運転負荷量とは、意識、無意識に関わらず、身体的、精神的に乗員（運転者）が受ける負荷の加減値である。この運転負荷量により、乗員の緊張度や疲労度を表すことも出来る。
【００８０】
記憶装置３０（図２３参照）に記憶されている運転負荷量規定マップの一例を図２７に示す。図２７に示す例では、トンネル走行時（走行環境）における運転負荷量βが、換気量と車速（車両状態）との関係で規定されている。このように、走行環境、車両状態及び乗員の換気量と、乗員の運転負荷量βとの関係を規定したマップ（運転負荷量規定マップ）が規定されている。
【００８１】
走行環境とは、市街地走行、トンネル走行などの車両の周囲の環境を言い、車両状態とは、車両の車速や加減速度などを言う。ここで、図示しないナビゲーション装置などの情報、車速センサや路面センサなどの情報がＣＰＵ２０に入力されるようになっており、これらの情報により走行環境及び車両状態が特定される。
乗員の換気量は、上述した第１或いは第２の換気量算出手法により算出される換気量に相当するものである。なお、換気量及び運転負荷量βは、いずれも、安静時を基準とした相対的な点数で規定されている。
【００８２】
そして、Ｓ３２では、このような車両の現在の走行環境、車両状態及び乗員の換気量を、運転負荷量規定マップに照らし合わせることにより、マップ中からβの値を定め、この値を、運転負荷量の推定値βとして決定する。
【００８３】
上述したように、第１乃至第７実施形態の圧力検出装置は、乗員によりシートに加わる圧力値を精度良く検出することが出来る。その結果、上述した乗員状態検出装置のように、従来の圧力センサでは行われていなかったような、圧力データを利用した換気量の算出を精度良く行えるのであり、さらに、運転負荷量までをも推定することが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１実施形態による圧力検出装置の全体構成を示す図である。
【図２】シート内に配置された状態の本発明の第１実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図３】シート内に配置された状態の本発明の第１実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の乗員状態検出装置による処理ステップを示すフローチャートである。
【図５】ドアスイッチの出力信号を示す線図である。
【図６】シート内に配置された状態の本発明の第２実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図７】シート内に配置された状態の本発明の第２実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図８】シート内に配置された状態の本発明の第３実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図９】シート内に配置された状態の本発明の第３実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図１０】シート内に配置された状態の本発明の第４実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図１１】シート内に配置された状態の本発明の第４実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態による圧力検出装置を構成するシートを示す図である。
【図１３】本発明の第５実施形態による圧力検出装置を構成するシートを示す図である。
【図１４】本発明の第６実施形態による圧力検出装置の全体構成を示す図である。
【図１５】本発明の第６実施形態による圧力検出装置のセンサ装置の構成を示す図である。
【図１６】シート内に配置された状態の本発明の第６実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図１７】シート内に配置された状態の本発明の第６実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図１８】本発明の第６実施形態の圧力検出装置による処理ステップを示すフローチャートである。
【図１９】圧力センサの出力信号を示す線図（ａ）及び圧力センサの位置を示す線図（ｂ）である。
【図２０】圧力センサが近接位置（検出位置）Ａ或いは離間位置（原点位置）Ｂにある場合のそれぞれのセンサ出力データの例を示す線図である。
【図２１】シート内に配置された状態の本発明の第７実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図２２】シート内に配置された状態の本発明の第７実施形態による圧力検出装置のセンサ装置を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態による圧力検出装置が適用された乗員状態検出装置の構成を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態による圧力検出装置が適用された乗員状態検出装置による処理ステップを示すフローチャートである。
【図２５】シートに設けた圧力センサにより得られる呼吸を表す波形と、この波形から呼気量及び吸気量を求めるための頂部Ｔ、底部Ｂ及び高さＴａ、Ｂａを示す線図である。
【図２６】シートに設けた圧力センサにより得られる呼吸を表す波形と、この波形から換気量を求めるためのパルス数ｎを示す線図である。
【図２７】本発明の実施形態による圧力検出装置が適用された乗員状態検出装置で使用される運転負荷量規定マップの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
Ａ  近接位置、検出位置
Ｂ  離間位置、自由位置
２、５０  シート
４、２４、３４、４４、５４、６４、７４  センサ装置
６  シートクッション部
８、５８  シート表皮
１０  圧力センサ
１２  可動アーム
１４  電動モータ
１６  ドア
１８  ドアセンサ
３６、４６  ワイヤ
３８  チューブ部材
３９  ストッパ
４８  サポートプレート
４９  ゴムチューブ
５２  回動軸
５６  第１クッション部
５７  第２クッション部（流動性物質）
６７  ピストン
【図１】
2007263607.tif 000003
【図２】
2007263607.tif 000004
【図３】
2007263607.tif 000005
【図４】
2007263607.tif 000006
【図５】
2007263607.tif 000007
【図６】
2007263607.tif 000008
【図７】
2007263607.tif 000009
【図８】
2007263607.tif 000010
【図９】
2007263607.tif 000011
【図１０】
2007263607.tif 000012
【図１１】
2007263607.tif 000013
【図１２】
2007263607.tif 000014
【図１３】
2007263607.tif 000015
【図１４】
2007263607.tif 000016
【図１５】
2007263607.tif 000017
【図１６】
2007263607.tif 000018
【図１７】
2007263607.tif 000019
【図１８】
2007263607.tif 000020
【図１９】
2007263607.tif 000021
【図２０】
2007263607.tif 000022
【図２１】
2007263607.tif 000023
【図２２】
2007263607.tif 000024
【図２３】
2007263607.tif 000025
【図２４】
2007263607.tif 000026
【図２５】
2007263607.tif 000027
【図２６】
2007263607.tif 000028
【図２７】
2007263607.tif 000029