(57)【要約】【課題】  電源投入直後から良好に乗員状態の検出を行うことができる車両用乗員検知装置を提供すること。【解決手段】  車両のシート４に加わる荷重を検出する荷重センサ３と、荷重センサ３の検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する乗員検知用ECU２とを備える車両用乗員検知装置において、乗員検知用ECU２は、荷重センサ３の電源投入直後の出力電圧変化から安定点の出力電圧特性を予測するより数式１、数式Ａ、数式Ｂの処理から、T時間後に安定点の出力電圧Y0を予測するようにした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートに加わる荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する判定手段と、
を備える車両用乗員検知装置において、
前記判定手段は、
前記荷重センサの電源投入直後の出力電圧変化から安定点の出力電圧特性を予測する特性予測手段を設けた、
ことを特徴とする車両用乗員検知装置。
【請求項２】
車両のシートに加わる荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する判定手段と、
を備える車両用乗員検知装置において、
前記判定手段は、
前記荷重センサの電源投入直後の出力電圧変化から変化特性を演算し出力電圧を補正する補正手段を設けた、
ことを特徴とする車両用乗員検知装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用乗員検知装置において、
前記荷重センサは車両のシートの前後左右の４箇所に設け、
前記判定手段は、出力が閾値を超えるかどうかにより乗員が大人か子供かを判定する、
ことを特徴とする車両用乗員検知装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用乗員検知装置において、
前記荷重センサの特性を時定数による数式で表現し、電源投入直後の検出値と、任意の時間経過時点の検出値から、前記荷重センサの安定点の出力電圧特性の予測、または前記荷重センサ変化特性の予測を行うようにした、
ことを特徴とする車両用乗員検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートに乗員が着座しているかどうかの検知を行う車両用乗員検知装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、車両シートのシートレール上にて右側前部及び後部、左側前部及び後部の４箇所に荷重センサをそれぞれ設け、車両シート各部での荷重を検出し、エアバッグを展開すべきかどうかに対する乗員の有無、乗員が大人か子供かの判定に用いている。さらに、電源箇所の集約を行い荷重センサの小型化を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１２２９２７号公報（第２−７頁、全図）
【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、従来の車両用乗員検知装置にあっては、荷重センサの電源投入後に出力電圧が安定するまでの時間が長く、要求する時間内に乗員状態の判断が間に合わないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、電源投入直後から良好に乗員状態の検出を行うことができる車両用乗員検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、車両のシートに加わる荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサの検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する判定手段と、を備える車両用乗員検知装置において、前記判定手段は、前記荷重センサの電源投入直後の出力電圧変化から安定点の出力電圧特性を予測する特性予測手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、電源投入後、直ぐに、良好に乗員状態の検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用乗員検知装置を実現する実施の形態を、実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムの構成例を示す図である。
実施例１のエアバッグシステムは、エアバッグECU１、乗員検知用ECU２、荷重センサ３により主に構成される。
エアバッグECU１は、乗員検知用ECU２から得る乗員情報により、乗員なしの場合には展開しない、大人の場合には大きく展開する、子供の場合には、展開を抑制したものにするなど、エアバッグの展開制御を行う。
【０００９】
乗員検知用ECU２は、荷重センサ３からの出力を処理し、乗員の有無、乗員が大人か子供かを判定し、判定結果を出力する。
図２は実施例１の車両用乗員検知装置の乗員検知用ECU２のブロック図である。
乗員検知用ECU２は、CPU２１、EEPROM２２、通信インターフェース２３、電源部２４を主要な構成としている。
CPU２１は、荷重センサ３の出力を閾値や演算により処理し、判定を行い、判定結果を、通信インターフェース２３を介してエアバッグECU１へ出力する。
【００１０】
EEPROM２２は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであって、異常時のデータ保存等の記憶を行う。
通信インターフェース２３は、CPU２１とエアバッグECU１がデータの送受信を行えるように信号変換などを行う。
電源部２４は、乗員検知用ECU２及び荷重センサ３の各部への電源供給を行う。
【００１１】
荷重センサ３は、歪みに応じて検出電圧を出力する歪みゲージにより、荷重に応じて検出電圧を出力するものである。
図３は実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサ３の回路ブロック図である。
荷重センサ３は、４つの歪みゲージT1,T2,C1,C2でブリッジ回路を構成するように接続し、このブリッジ回路の出力を増幅器３１で増幅して出力するものである。
詳細には、歪みゲージC1,C2、歪みゲージT1,T2が対向するブリッジ回路にし、歪みゲージT2,C1の接続点を電源へ、歪みゲージC2,T1の接続点をGNDへ、歪みゲージT2,C2の接続点及び歪みゲージC1,T1の接続点を増幅器３１へ接続する構成である。
【００１２】
図４は実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサ３の取り付け状態を示す説明図である。
４つの荷重センサ３は、車両のシート４のシートレール５上の荷重を支持する右側前部、後部、左側前部、後部にそれぞれ設けられる。これにより、各部への荷重が検出される。
【００１３】
次に作用を説明する。
[乗員の判定]
図５は実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサ３の出力値と実際の重量の関係例を示す図である。
図５において、右側の電圧は、４つの荷重センサ３の合計を示す。この例では、大人と子供の判断を行う閾値を３６kgに相当する０．６２Ｖに設定し、上下に余裕度を０．１Ｖ設ける。閾値±余裕度に対して、それより小さい荷重（出力値）を子供の着座、それより大きい荷重（出力）を大人の着座と判断する。
また、余裕度を０．１Ｖとする場合、荷重センサ３の感度、システムの誤差要因を差し引くと、荷重センサ３の１個当たりでは、出力値誤差を０．００５Ｖ以内に抑える必要がある。
【００１４】
[乗員検知の立ち上がりについて]
電源投入直後から乗員検知までに要求される時間について、ここでさらに説明する。この時間において、問題となるのは、荷重センサ３への電源投入時に
出力電圧が安定するまでの時間が長いことである。
しかしながら、車両は、エンジンスタートから直後に走行が可能であり、その際にもエアバッグの充分な制御が要求される。
【００１５】
例えば、北米法規FMVSS208を対象とする乗員検知システムでは、電源投入後から１０秒以内に乗員の判断を行う必要があり、コントローラ等の立上げや、自己診断などにかかる時間と荷重センサ３の信号を元に乗員判断のために必要な時間を考慮すると５秒程度で安定化させる必要がある。
コストを高くすることにより荷重センサ３の立ち上がり特性を向上させることは可能ではあるが、コストを含めた量産性に乏しい。コストを低減した荷重センサ３の場合には、立ち上がり特性が良くなく、１５秒から３０秒のものもある。
本実施例１の車両用乗員検知装置では、コストを抑制しつつ、電源投入直後から良好に乗員検知を行えるようにしている。
【００１６】
[荷重センサの立ち上がり特性について]
図６に示すのは、電源投入ONとOFFを繰り返し、しかも一度、OFFにしてから再度ONするまでの時間を変化させた場合の荷重センサ３の立ち上がり特性である。
一度OFFにしてから電源を再投入するまでの時間を変化させると、立ち上がりのドリフト時間が変化している。この原因については、歪みゲージ自体に電流が流れ自己発熱による温度変化で抵抗値が変化していることなどに起因している。
この他、出力安定化のためにコンデンサを追加したり、コストを考慮した電子部品を使用しても同様な傾向が見られる。
【００１７】
図７に示すのは、荷重センサ３の出力をローパスフィルタに通したものである。
ローパスフィルタに通しても、効果が充分ではない。
【００１８】
実施例１においては、荷重センサ３の立ち上がり特性を図８のように設定する。
この特性は、熱伝達特性またはコンデンサ特性に起因しているため、固有の時定数と環境に応じた変化量を持つためである。
図８に示す特性は、安定後の荷重センサ３の出力電圧をY0、立ち上がり直後のピークとY0の差をΔY、時間をt、時定数をτとすると、以下の式で表現される。
（数式１）
【００１９】
Y=ΔY×exp(-t/τ)＋Y0
【００２０】
この数式１において時定数τは、回路構成や構造に起因するため個体差はなく、予め把握することができる。
【００２１】
[荷重センサの安定点の予測作用]
実施例１では、乗員検知用ECU２のCPU２１において、以下に説明する処理を実行して、荷重センサ３の安定点の予測を行う。
図９を参照して説明する。
まず、電源投入直後（０sec後）の出力値、Ｔsec後の出力値を測定する。
ここでは、例として、exp(-t/τ)の計算の簡素化のために３．４を選定する。
そこで、Y1を０sec後測定値、Y2を３．４sec後測定値（T=3.4）とする。
【００２２】
次の処理として、ΔY、Y0を算出する。
０sec後は以下のようになる。
（数式Ａ）
【００２３】
Y1=ΔY+Y0
３．４sec後は以下のようになる。
（数式Ｂ）
【００２４】
Y2=0.8×ΔY＋Y0
以上の数式Ａ、数式ＢからY0=5×Y2-4×Y1となり、ΔY,Y0を算出する。
【００２５】
よって、Y0を安定後の値と想定し、この値を元に乗員の判定を行う。これにより、例えば、１０秒以内の乗員検知に対し、３．４sec後の測定により要求を満たすよう時間内の乗員検知を行うことになる。
【００２６】
次に、効果を説明する。
【００２７】
実施例１の車両用乗員検知装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００２８】
(1)車両のシート４に加わる荷重を検出する荷重センサ３と、荷重センサ３の検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する乗員検知用ECU２とを備える車両用乗員検知装置において、乗員検知用ECU２は、荷重センサ３の電源投入直後の出力電圧変化から安定点の出力電圧特性を予測するより数式１、数式Ａ、数式Ｂの処理から、T時間後に安定点の出力電圧Y0を予測するようにしたため、コストを抑制しつつ、荷重センサ３の出力が電源投入直後に安定していなくても、電源投入後、直ぐに、良好に乗員状態の検出を行うことができる。
【００２９】
(3)荷重センサ３は車両のシート４の前後左右の４箇所に設け、出力が閾値を超えるかどうかにより乗員が大人か子供かを判定するため、シートを支持する４箇所の荷重センサ３の出力により精度よく乗員が大人か子供かの判定を行うことができる。
【００３０】
(4)荷重センサ３の特性を時定数による数式１で表現し、電源投入直後の検出値と、任意の時間経過時点の検出値から、荷重センサ３の安定点の出力電圧特性の予測を行うようにしたため、荷重センサ３の特性を精度よく把握し、電源投入後の規定される時間内に良好に乗員検知を行うことができる。
【実施例２】
【００３１】
実施例２は、荷重センサの変化特性を演算し補正を行う例である。
構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。
【００３２】
[荷重センサの出力値の補正作用]
実施例２の乗員検知用ECU２のCPU２１において、以下に説明する処理を実行して、荷重センサ３の安定点の予測を行う。
なお、数式Ａ、数式Ｂの演算処理までは同じ処理であるので、説明を省略する。
実施例２では、数式Ａ、数式ＢからΔY=５×(Y1-Y2)によりΔYを算出する。
【００３３】
次に、予め試験等により求められるτを、τ=15として、補正値αを算出する。α=ΔY×(-t/15)の式となる。
次に、補正値α、測定値Y(t)、補正後の出力値Y'(t)として、以下の式より補正を行う。
（数式Ｃ）
【００３４】
Y'(t)=Y(t)-α
【００３５】
そして、補正したY'(t)を元に乗員の判定を行う。例としては、電源投入後５sec後から開始し、３０sec後以降は出力特性が安定したとみなし本処理を終了する。
【００３６】
このように、安定後の出力値を予測して、その値を用いるのではなく、その時点の測定値を補正するようにしてもよい。
このように補正値を演算していく場合には、連続した演算が、行われていくために、ノイズや異常値がもし影響する際に、その影響を小さくすることになる。
【００３７】
効果を説明する。
実施例２の車両用乗員検知装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(2)車両のシート４に加わる荷重を検出する荷重センサ３と、荷重センサ３の検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する乗員検知用ECU２とを備える車両用乗員検知装置において、乗員検知用ECU２は、荷重センサ３の電源投入直後の出力電圧変化から補正値α、測定値Y(t)、補正後の出力値Y'(t)として、Y'(t)=Y(t)-αの式から補正を行うため、コストを抑制しつつ、荷重センサ３の出力が電源投入直後に安定していなくても、電源投入後、直ぐに、良好に乗員状態の検出を行うことができる。
【００３８】
以上、本発明の車両用乗員検知装置を実施例１、実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００３９】
実施例では、時定数τは試験等により予め求めるものとしたが、τが既知でない場合、３点の測定結果からτを逆算するようにしてもよい。
また、安定化のために、任意の点での演算結果の平均値を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムの構成例を示す図である。
【図２】実施例１の車両用乗員検知装置の乗員検知用ECUのブロック図である。
【図３】実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサの回路ブロック図である。
【図４】実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサの取り付け状態を示す説明図である。
【図５】実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサの出力値と実際の重量の関係例を示す図である。
【図６】ONとOFFの繰り返しを行った場合の荷重センサの立ち上がり特性を示す図である。
【図７】荷重センサの出力をローパスフィルタに通した信号を示す図である。
【図８】実施例において設定した荷重センサ特性の説明図である。
【図９】実施例における処理で設定した荷重センサ特性の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  エアバッグECU
２  乗員検知用ECU
２１  CPU
２２  EEPROM
２３  通信インターフェース
２４  電源部
３  荷重センサ
３１  増幅器
４  シート
５  シートレール
【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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