(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上の荷重の大きさに応じた荷重信号を出力する複数の荷重検出手段と、
前記シート上に着座する乗員荷重を検出可能な乗員荷重検出範囲を予め設定し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲内の場合に前記荷重信号に基づいた可変な第１荷重検出信号を出力し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲外の場合に不変な第２荷重検出信号を出力する信号処理手段と、
該信号処理手段からの出力を受けて、前記荷重に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記信号処理手段が第２荷重検出信号を出力する状態が所定時間継続した場合に、前記荷重検出手段は異常であると判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】
シート上の荷重の大きさに応じた荷重信号を出力する複数の荷重検出手段と、
前記シート上に着座する乗員荷重を検出可能な乗員荷重検出範囲を予め設定し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲内の場合に前記荷重信号に基づいた可変な第１荷重検出信号を出力し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲外の場合に不変な第２荷重検出信号を出力する信号処理手段と、
該信号処理手段からの出力を受けて、前記荷重に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１荷重検出信号の変動量を算出し、該変動量が所定値Ａよりも小さい第１状態，若しくは前記変動量が前記所定値Ａよりも大きい所定値Ｂより大きい第２状態，が所定時間継続した場合に、前記荷重検出手段は異常であると判定することを特徴とするシート上荷重検出装置。
【請求項３】
前記複数の荷重検出手段のうち、一荷重検出手段について前記第１状態若しくは前記第２状態が所定時間継続した場合に、前記制御手段が、該一荷重検出手段は異常であると判定することを特徴とする請求項２に記載のシート上荷重検出装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、前記荷重信号が前記乗員荷重検出範囲の上限よりも所定値以上大きい値である場合又は前記荷重信号が前記乗員荷重検出範囲の下限よりも所定値以上小さな値である場合に、前記シート上の荷重が異常であることを報知する異常荷重信号を出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシート上荷重検出装置。
【請求項５】
前記制御手段は、エアバッグ装置を制御するものであって、前記信号処理手段から前記異常荷重信号をエアバッグ装置に入力した場合には、シート上の荷重に基づくエアバッグ装置の制御を禁止することを特徴とする請求項４に記載のシート上荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート上に作用する荷重を検出するシート上荷重検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両においては、交通事故発生時、乗員の保護を図るため、数々の安全装置が搭載されている。この安全装置の中には、代表的な装置としてエアバッグ装置が挙げられる。
【０００３】
エアバッグ装置は、車両衝突時に車両に発生する衝撃を加速度センサ等によって検出し、その加速度センサからの信号に基づき、ステアリングホイールの中央あるいは助手席のダッシュパネル内に配設されるエアバッグ装置に駆動信号を与える。エアバッグ装置では、駆動信号がエアバッグ装置に与えられると、エアバッグ装置内に収められたインフレータが点火される。この点火によって、エアバッグを膨張させるためのガスがエアバッグ装置の指令に基づき発生し、ステアリングホイールの中央あるいは助手席のダッシュパネル内に収められたのエアバッグが瞬時に膨張する。これによって、車両の前列（例えば、運転席や助手席）に着座する乗員の車両衝突時の保護を図るものである。
【０００４】
例えば、この様なエアバッグ装置では、車両のシートに子供が着座している、若しくは、幼児が子供用拘束装置（チャイルドシート）に固定され乗せられている場合には、エアバッグ装置が作動時の安全性の面から、エアバッグの膨張量を大人の場合に比べて、若干、低く設定する必要がある。
【０００５】
そこで、シート上の乗員を検出する方法として、代表的な乗員検出装置として、シートに歪ゲージを取り付けてシート重量を計測する装置が知られている。例えば、特開平１１−３３７３９３号公報においては、車両用シートの底部の前後左右４ケ所に荷重センサを設け、４ケ所に設けられた荷重センサのうち任意の２ケ所ずつを１対とした２組のセンサ対として、センサ対に接続されてセンサ対からの出力を差動回路により検出し、差動回路からの出力に応じて車両用シートの重量を演算するシート重量計測装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な荷重センサはシートに取り付けられるため、車両等においては、荷重センサは静的な場所に設けられる場合と異なり、車両においては走行中の振動や車室内の環境変化に起因して不具合（電源線または信号線の断線／短絡、センサ剥がれ等）を生じることがある。シート上の乗員検出を行う場合に、この様な不具合が生じている荷重センサを用いて、シート上の荷重の検出を行った場合には、シート上の正確な荷重が検出できなくなってしまうため、異常を検出する必要がある。
【０００７】
よって、本発明は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、シート上の荷重を検出する場合に、荷重検出に係る異常が検出できる構成とすることを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、シート上の荷重の大きさに応じた荷重信号を出力する複数の荷重検出手段と、前記シート上に着座する乗員荷重を検出可能な乗員荷重検出範囲を予め設定し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲内の場合に前記荷重信号に基づいた可変な第１荷重検出信号を出力し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲外の場合に不変な第２荷重検出信号を出力する信号処理手段と、該信号処理手段からの出力を受けて、前記荷重に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記信号処理手段が第２荷重検出信号を出力する状態が所定時間継続した場合に、前記荷重検出手段は異常であると判定する様にしたことである。
【０００９】
上記した手段によれば、信号処理手段が不変な第２荷重検出信号を出力する状態が所定時間継続した場合、制御手段は、第２荷重検出信号を出力する荷重検出手段が異常と判定する。この場合、第２荷重検出信号の継続した出力により異常判定が行えるため、ノイズ等により第２荷重検出信号が出力される場合にも、ノイズ等による異常の誤判定が防止される。尚、この異常判定は、第２荷重検出手段の継続という簡単な状態判定により行われている。
【００１０】
また、上記した課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、シート上の荷重の大きさに応じた荷重信号を出力する複数の荷重検出手段と、前記シート上に着座する乗員荷重を検出可能な乗員荷重検出範囲を予め設定し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲内の場合に前記荷重信号に基づいた可変な第１荷重検出信号を出力し、前記荷重信号が予め設定された前記乗員荷重検出範囲外の場合に不変な第２荷重検出信号を出力する信号処理手段と、該信号処理手段からの出力を受けて、前記荷重に応じた制御信号を出力する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１荷重検出信号の変動量を算出し、該変動量が所定値Ａよりも小さい第１状態，若しくは前記変動量が前記所定値Ａよりも大きい所定値Ｂより大きい第２状態，が所定時間継続した場合に、前記荷重検出手段は異常であると判定する様にしたことである。
【００１１】
上記した手段によれば、制御手段は、各荷重検出手段からの荷重信号の変動量Ｘ（例えば、所定時間内の変動）をそれぞれ算出する。そして、求められた変動量Ｘが所定値Ａよりも小さい第１状態，若しくは変動量Ｘが所定値Ａよりも大きい所定値Ｂより大きい第２状態，が所定時間継続した場合には、その荷重検出手段が異常であると判定する。即ち、本手段によっても、第１状態若しくは第２状態の継続により異常判定が行えるため、ノイズ等による異常の誤判定が防止される。尚、本手段も、荷重信号の変動量と所定値との比較という簡易な状態比較によって行われている。
【００１２】
好ましくは、前記複数の荷重検出手段のうち、一荷重検出手段について前記第１状態若しくは前記第２状態が所定時間継続した場合に、前記制御手段が、該一荷重検出手段は異常であると判定すると良い。
【００１３】
この手段によれば、荷重検出手段の異常発生の実際に沿った判定が可能になる。即ち、実際には、複数の荷重検出手段のうち、一の荷重検出手段のみが異常となる状況が想定し得る。よって、本手段では、かかる状況を正確に判定できる。
上記した課題を解決するために講じた第４の技術的手段は、前記信号処理手段は、前記荷重信号が前記乗員荷重検出範囲の上限よりも所定値以上大きい値である場合又は前記荷重信号が前記乗員荷重検出範囲の下限よりも所定値以上小さな値である場合に、前記シート上の荷重が異常であることを報知する異常荷重信号を出力する様にしたことである。
上記した課題を解決するために講じた第５の技術的手段は、前記制御手段は、エアバッグ装置を制御するものであって、前記信号処理手段から前記異常荷重信号をエアバッグ装置に入力した場合には、シート上の荷重に基づくエアバッグ装置の制御を禁止する様にしたことである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
図１は本実施形態を適用した車両のシート１０の側面図である。乗員が着座するシート１０は車両の車室に配設されており、スライド機構１１によって、車両の前後方向にシート自体の移動が可能である。
【００１６】
図１において、シート１０の一側のみを示すが、基本的にシート構造は左右対称である。シート自体を車両の前後方向にスライドさせるスライド機構１１は、左右一対で設けられ、車幅方向における断面がＣ字状となった直線状のロアレール１２と、ロアレールに嵌ってシート１０が上方で支持され、ロアレール１２のガイド面を摺動するアッパレール１３とを備える。車両フロアに対して左右一対で設けられるロアレール１２は、車両フロアに端部がボルト等の締結部材によって固定されている。アッパレール１３は車両に固定されたロアレール１２に沿って、車両の前後方向に移動する。
【００１７】
シート１０は、乗員が着座する着座面を有するシートクッション１４と、乗員の背もたれ部となるシートバック１５とを備える。シートクッション１４にはシートクッションフレーム１６が内部に配設されており、シートバック１５にはシートバックフレーム１７が配設されている。シート１０では、左右両側でアッパレール１３に対してシートクッションフレーム１６が支持されるが、この場合、シートクッション上の荷重を受けた場合にシートクッションフレーム１６とアッパレール１３との間に変形を伴うシート前方を支持する前側ブラケット（荷重変形体）１８とシート後方を支持する後側ブラケット（荷重変形体）１９が配設され、シートクッションフレーム１６とアッパレール１３にそれぞれ固定されている。
【００１８】
前側ブラケット１８は、図２の（ａ）に示す如く、中央に撓み弾性変形する湾曲部１８ａが設けられている。湾曲部１８ａは、シート上に乗員が着座すると、乗員の体重に基づく荷重の大きさに対応した撓み変形量で弾性変形する。また、湾曲部１８ａは、予め設定されている乗員荷重荷重範囲内の荷重が加わるとき、異常変形することなく弾性変形する。ここで、乗員荷重荷重とは、シート上に乗員が着座した場合に、シート上に乗員が着座していると見なせる所定荷重の範囲（数Ｋｇの子供から１００数Ｋｇの大人までの荷重）を示す。
【００１９】
湾曲部１８ａには、撓み変形量に基づいた信号を出力する荷重センサ２０が接着剤等によって、湾曲部１８ａに固定されている。また、前側ブラケット１８のアッパレール１３に支持する下側締結部に信号処理装置２０が、ボルト等の締結部材により取り付けられており、信号処理装置２０は荷重センサ２０と電気的に接続されている。これと同様にして、図示しないシート右側の前側ブラケット１８にも、荷重センサ２０と信号処理装置２１が設けられている。
【００２０】
一方、シート後方に設けられる後側ブラケット１９には、前側ブラケット１８と同様な撓み弾性変形する湾曲部１９ａが設けられている。湾曲部１９ａは、前側ブラケット１９の湾曲部１８ａと、同様に、シート上に加わった荷重の大きさに応じた変形量で弾性変形する。湾曲部１９ａには、湾曲部１８ａと同様の荷重センサ２０が設けられると共に、荷重センサ２０の近傍には信号処理装置２１が後側ブラケット１９の下側締結部にボルト等の締結部材により取り付けられ、荷重センサ２０と信号処理装置２１は電気的に接続されている。図示しないシート右の後側ブラケット１９にも、荷重センサ２０と信号処理装置２１が設けられている。
【００２１】
つまり、本実施形態においては、シート１０のシートクッション１４の下方に設けられる前側ブラケット１８と後側ブラケット１９の湾曲部１８ａ，１９ａには４つの荷重センサ２０がそれぞれ配設され、その荷重センサ２０からの信号を信号処理装置２１により信号処理される構成を取り、更に、信号処理装置２１の信号処理された信号は、ＥＣＵ２２に接続されており、荷重から乗員の体重を求める電子制御装置（ＥＣＵ）２２に入力される構成となる。ＥＣＵ２２は、例えば、シート１０の下方に配設され、ＥＣＵ２２からの出力は乗員の保護を図るエアバッグを制御する外部のエアバッグ装置に接続されている。尚、本実施形態においては、荷重センサ２０、信号処理装置２１、ＥＣＵ２２がシート上荷重検出装置１を構成する。
【００２２】
次に、荷重センサ２０と信号処理装置２１の電気的な構成について、図３を参照して説明する。以下においては、シート１０にそれぞれ４つ存在する荷重センサ２０と信号処理装置２１の中の一つについて説明するが、他の３つの構成も同様な構成であるため、説明を省略する。
【００２３】
荷重センサ２０は、ブラケット１８，１９に取り付けられた信号処理装置２１と電気的に接続されており、信号処理装置２１には制御を司るＥＣＵ２２から基準電圧ＶＳ（例えば、５Ｖ）が供給され、信号処理装置２１を介して、電源が供給される。４つの荷重センサ２０は、それぞれシートクッション上に着座した乗員の体重を検出し、シートクッション上に作用した荷重の大きさに応じた電圧を、基準電圧ＶＳを基にして生成し、信号処理装置２１に入力される。
【００２４】
信号処理装置２１は、ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ、１９ａに設けられた荷重センサ２０から出力される信号を入力し、信号処理装置内で一定の電圧範囲に電圧信号を変換してから、ＥＣＵ２２に入力される。ＥＣＵ２２は、荷重センサ２０が検出した荷重より、シート上に着座する乗員の体重を求める。そして、ＥＣＵ２２は乗員の体重に基づき、着座者が大人であるのかまたは着座者が子供であるのかといった状態を区分し、それに基づいて制御信号（例えば、エアバック装置を駆動する信号）を生成して、図示しないエアバッグ装置を制御する。
【００２５】
次に、荷重センサ２０と信号処理装置２１について説明する。尚、荷重センサ２０と信号処理装置２１は、４組存在するが同一の構成である。
【００２６】
荷重センサ２０は抵抗から成る歪ゲージを本実施形態では使用している。荷重センサ２０は内部にブリッジ接続された４個の同じ抵抗値を有する抵抗２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを備える。直列接続された抵抗２０ａ，２０ｂと、同じく直列接続された抵抗２０ｃ，２０ｄとが並列になり、その両端に基準電圧ＶＳ（＝５Ｖ）が印加される。荷重センサ２０は、直列接続された抵抗の中点から信号が取れる構成となっており、その２つの中点からは湾曲部１８ａ，１９ａの撓み変化量に応じた差動電圧信号ＶＡを生成する。荷重センサ２０は、荷重領域で予め設定された図５に示す乗員荷重荷重範囲内では、荷重の増加に応じて線形的に可変であり、リニアに変化する電圧信号ＶＡを出力する。
【００２７】
図３に、信号処理装置２１の内部構成を示すブロック図を示す。信号処理装置２１は、増幅・調整回路２３、増幅回路２４、クランプ回路２５、比較器２７、出力回路２８、ノイズフィルタ２９，３０，３１，３２（２９〜３２と称す）を備える。ノイズフィルタ２９〜３２は、荷重センサ２０と信号処理装置２１との間で、外部からのノイズの侵入を防止する。
【００２８】
信号処理装置２１には、ＥＣＵ２２から基準電圧ＶＳを供給するための電源線３３が接続され、ノイズフィルタ２９を介して、基準電圧ＶＳが信号処理装置２１に供給されると共に、信号処理装置２１は、電源線３４を介して基準電圧ＶＳを荷重センサ２０の電源側に供給する。一方、信号処理装置２１にはＥＣＵ２２から接地線３５が接続され、この接地線３５にノイズフィルタ３０を介して接続される。また、信号処理装置２１の接地線には、接地線３６を介して荷重センサ２０の接地側が接続される。
【００２９】
増幅・調整回路２３は、荷重センサ２０から出力される差動電圧信号ＶＡを、ノイズフィルタ３１を介して入力する。増幅・調整回路２３は差動電圧信号ＶＡを増幅し、零点調整および感度調整された電圧信号ＶＢを生成して、この電圧信号ＶＢが増幅回路２４と、２つの比較器２６，２７に入力される。
【００３０】
増幅回路２４は電圧信号が入力されると、その信号を増幅して電圧信号Ｖｃを生成し、増幅回路２４により生成された電圧信号Ｖｃはクランプ回路２５に入力される。増幅回路２４は、線形出力を出す様に予め設定された乗員荷重荷重範囲に対応して増幅・調整回路２３が出力する電圧信号ＶＢの電圧を、基準電圧ＶＳの範囲内の電圧まで増幅する機能を有する。
【００３１】
クランプ回路２５は、増幅回路２４が出力する電圧信号Ｖｃを乗員荷重荷重範囲に対応する範囲の上限と下限をクランプする。この場合、本実施形態においては、図５に示す様に、接地電圧（０Ｖ）に近い下限電圧Ｖ１以下と、基準電圧ＶＳに近い上限電圧Ｖ２以上の電圧信号Ｖｃをクランプした不変な電圧信号である荷重検出信号ＶＤを出力する。この場合、荷重の大きさに応じて線形性をもって可変に変化する荷重検出信号ＶＤが第１荷重検出信号であり、上記した荷重変化とは無関係な非線形性を有し、不変な下限電圧Ｖ１および上限電圧Ｖ２が第２荷重検出信号となる。
【００３２】
比較器２６は、増幅・調整回路２３からの出力である電圧信号ＶＢが、予め設定されている基準電圧Ｖα以上である場合、低電位（Ｌｏ）の判定信号ＶEを出力回路２８に対して出力する。一方、電圧信号ＶＢが基準電圧Ｖα未満である場合には、高電位（Ｈｉ）の判定信号ＶＥ１を出力する。この場合、比較器２６の基準となる基準電圧Ｖαは基準電圧ＶＳを基にして生成され、乗員荷重荷重範囲の荷重の上限値よりも一定値（Ｌ１）だけ大きな正の荷重値に対応する電圧信号ＶＢの電圧値に設定されている。この電圧値は増幅回路２４の出力である電圧信号Ｖｃが上限電圧Ｖ２となるときの電圧信号ＶＢの電圧値よりも大きな値である。基準電圧Ｖαは、乗員荷重荷重範囲の上限値Ｖ２を越える過大な荷重が、荷重センサ２０に作用したことを判定するために設定される。
【００３３】
比較器２７は、増幅・調整回路２３からの電圧信号ＶＢが、予め設定された比較器２７の基準電圧Ｖβ（＜Ｖα）以上である場合、高電位（Ｈｉ）の判定信号ＶＥ２を出力する。また、電圧信号ＶＢが基準電圧Ｖβ未満であるとき、低電位（Ｌｏ）の判定信号ＶＥ２を出力回路に出力する。基準電圧Ｖβは基準電圧ＶＳを基にして生成され、乗員荷重荷重範囲の下限値よりも一定値（Ｌ２）だけ下回る過大な負の荷重値に対応する電圧信号ＶＢの電圧値に設定される。この電圧値は、増幅回路２４からの電圧信号Ｖｃが下限電圧Ｖ１となるときの電圧信号ＶＢの電圧値より小さい。基準電圧Ｖβは、乗員荷重荷重範囲の下限値を下回る過大な荷重が加わったことを判定するために設定される（図５を参照）。
【００３４】
出力回路２８は、図４に示す様に、２つのスイッチング素子を備えており、２つの比較器２６，２７が出力する判定信号ＶＥ１，ＶＥ２の状態により、スイッチング動作するＰチャネルＦＥＴ（ＰＦＥＴ）４０と、ＮチャネルＦＥＴ（ＮＦＥＴ）４１を備える。
【００３５】
ＰＦＥＴ４０は、図４に示す如く、ドレインが基準電源ＶＳに接続されており、ソースがもう一つのＮＦＥＴ４１のゲートに接続されている。また、ＰＦＥＴ４０のゲートには、比較器２６，２７の出力側に接続される。ＮＦＥＴ４１は、ドレインがクランプ回路２５の出力に接続されて、ここが出力回路２８の出力となり、ソースは接地接続されている。この構成において、ＰＦＥＴ４０、ＮＦＥＴ４０は、判定信号ＶＥ１，ＶＥ２のいずれか一方が低電位の場合に、ＰＦＥＴ４０がオンとなり、ＮＦＥＴ４１がオンとなる。一方、判定信号ＶＥ１，ＶＥ２がいずれも高電位または低電位の場合には、ＰＦＥＴ４０がオフ、ＮＦＥＴ４１がオフとなる。
【００３６】
出力回路２８は、判定信号ＶＥ１とＶＥ２が高電位の場合、クランプ回路２５により荷重検出信号ＶＤを信号処理装置２１の出力端２１ａに出力する。一方、出力回路２８は、判定信号ＶＥ１とＶＥ２の一方が低電位の場合、接地電位に近い電圧の異常荷重信号ＶＦを信号処理装置２１の出力端２１ａに出力する。この場合、異常荷重信号（第３荷重検出信号）ＶＦは、ＮＦＥＴ４１の電圧降下により、０．２Ｖ以下の電圧に設定される。
【００３７】
上記の如く構成された信号処理装置２１は、シート上に乗員が着座すると、着座した乗員の体重に応じた荷重が、予め設定された乗員荷重荷重範囲内の荷重の場合には、下限電圧Ｖ１から上限電圧Ｖ２まで線形性を有する荷重検出信号ＶＤを出力する。
【００３８】
信号処理装置２１は、荷重センサ２０に作用する荷重が、乗員荷重荷重範囲の上限値より正側に荷重値Ｌ１だけ大きな荷重値以上となる正の荷重領域として設定される衝突荷重である場合、或いは、下限電圧Ｖ１よりも小さい荷重領域として設定される衝突荷重である場合には、下限電圧Ｖ１よりも小さい異常荷重信号ＶＦを出力する。同様にして、信号処理装置２１は、荷重の大きさが乗員荷重範囲の下限値よりも負側の荷重値Ｌ２だけ大きな荷重値以上の負の荷重領域として設定されている衝突荷重であるときにも異常荷重信号ＶＦを出力する。乗員荷重荷重範囲を越える荷重値Ｌ１分の荷重検出範囲と、乗員荷重荷重範囲を下回る荷重値Ｌ２分の荷重検出範囲は、車両が急加速や急制動した場合でも、乗員やシート１０に加わる加速度により各荷重センサ２０が検出する荷重が増大／減少して乗員荷重荷重範囲から外れた場合でも、衝突荷重が加わったと誤判定しない様、設定されている。
【００３９】
信号処理装置２１に接続されるＥＣＵ２２は、シート１０に乗員が着座している場合には、４つの荷重センサ２０により検出される荷重に基づき生成される。そして、それぞれの信号処理装置２１の出力から荷重検出信号として入力される。荷重検出信号がＥＣＵ２２に入力されると、ＥＣＵ２２は各荷重検出信号ＶＤから、シート上の乗員の体重を演算する。この場合、ＥＣＵ２２はいずれかの信号処理装置２１から異常荷重信号ＶＦを入力すると、乗員の体重に基づくエアバッグ装置の制御を禁止し、衝突時加速度のみに基づく制御が行われる。
【００４０】
次に、本装置１の作動について説明する。
【００４１】
乗員がシート１０に着座すると、乗員の体重に応じた荷重がシート１０を支持する前側ブラケット１８と後側ブラケット１９に加わる。その結果、着座した乗員からの荷重を受けて、湾曲部１８ａ，１９ａに荷重が作用し、湾曲部１８ａ，１９ａが弾性変形する。すると、前側ブラケット１８と後側ブラケット１９の湾曲部１８ａ，１９ａに取り付けられた、合計４つの荷重センサ２０がそれぞれ撓み、荷重センサ２０からは、図１に示す如く、撓み変形量に応じた大きさの差動電圧信号ＶAを信号処理装置２１に対して出力する。
【００４２】
車両の図示しないイグニッションスイッチがオン状態となり、ＥＣＵ２２に電源が供給される場合には、信号処理装置２１は荷重センサ２０から入力した電圧信号ＶAを基にして、荷重の大きさに対応する荷重検出信号ＶＤを生成し、その信号がＥＣＵ２２に入力されるようになっている。しかし、車両が走行時または走行中の停止時に衝突した場合には、乗員の体重と、衝撃により乗員およびシートに加わった加速度とに基づき、衝突信号が発せられる。つまり、衝突時には、前側ブラケット１８と後側ブラケット１９のそれぞれの湾曲部１８ａ，１９ａに過大な荷重が作用し、荷重センサ２０により検出される。この時、各信号処理装置２１は、荷重センサ２０に加わった荷重の大きさが過大な衝突荷重になると、信号処理装置２１の出力端２１ａに異常荷重信号ＶＦを出力する。
【００４３】
例えば、車両が低速で衝突して加速度がそれほど大きくなくエアバッグ装置が作動しない場合であっても、乗員の体重が乗員荷重荷重範囲の上限値に近く、荷重センサ２０が検出する荷重が乗員荷重荷重範囲の上限値Ｌ１よりも大きな衝突荷重となった場合、異常荷重信号ＶＦを出力する。また、同じくエアバッグ装置が作動しない場合、乗員の体重が乗員荷重荷重範囲の下限値Ｖ１に近く、荷重センサ２０が検出する荷重が乗員荷重過重範囲の荷重の下限値Ｌ２を負側に下回る衝突荷重となったときにも異常荷重信号ＶＦを出力する。このため、各荷重センサ２０に対して設定されている乗員荷重過重範囲を外れた異常荷重による各ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ，１９ａの異常変形が確実に検知される。
【００４４】
次に、ＥＣＵ２２で実施される処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。尚、以下に示すフローチャートの説明では、プログラムの進むステップを、単に「Ｓ」と略して説明する。
【００４５】
図示しないイグニッションスイッチがオン状態となり、ＥＣＵ２２に電源（１２Ｖ）が供給されると、ＥＣＵ２２は、図６に示す処理を実行する。最初の処理では、Ｓ１のイニシャル処理を実行する。Ｓ１のイニシャル処理では、ＥＣＵ内部のメモリ（ＲＡＭ）が、データを正常に記憶できるかのチェックを行う。メモリチェックを行った後、Ｓ２以降の処理を実行する為に必要な初期値を、所定のメモリに初期値として書き込み初期設定を行う。
【００４６】
その後、プログラムはＳ２に進み、Ｓ２のセンサ入力処理では、センサ電源（基準電圧ＶＳ）がＥＣＵ２２から信号処理装置２１を介して、各荷重センサ２１〜２４に供給される。すると、ＥＣＵ２２には４つの荷重センサ２０によって検出された信号が信号処理装置２１を介して入力される。ＥＣＵ２２は信号処理装置２１を介して入力された信号に基づき、後述するセンサ異常検知処理を実行する。このセンサ異常検知処理では、例えば、荷重センサ２０からの信号系統に異常がある場合には、ＥＣＵ２２ではセンサ異常フラグをセットして、このセンサ異常検知処理の中で、特定の異常処理を行う様にすることも可能である。一方、センサ異常検知処理において、荷重センサ２０からの出力信号に異常がなかった場合には、プログラムはＳ４に進み、Ｓ４に示すフィルタ処理を行う。Ｓ４のフィルタ処理では、ＥＣＵ２２に入力される荷重検出信号（第１荷重検出信号）に載るノイズの除去を行うと共に、荷重センサ２０により検出された荷重検出信号をフィルタリングする。フィルタ後の荷重検出信号は、Ｓ５にて荷重演算が行われる。Ｓ５の荷重演算では、シート１０に取り付けられた４つの荷重センサ２０によりそれぞれ検出された４つの荷重検出信号から得られる荷重値（荷重検出信号の電圧に比例）を加算することにより、合計荷重を求める。そして、Ｓ６では、Ｓ５にて算出された合計荷重の大きさ、あるいは、乗員が着座してシートベルトを締める前と締めた後との荷重変化を基にして、シート１０に乗員として大人が着座しているのか、子供が着座しているのかを区分する。その後、Ｓ７では区分された状態に基づき、出力処理を行う、その後、プログラムは上記したＳ２の処理に戻って、Ｓ２からＳ７の処理を所定周期（例えば、数ｍＳ）にて繰り返し実行する。Ｓ７の出力処理では、Ｓ６の状態判定において判定された結果（大人、子供等の区分）を、例えば、エアバッグ装置に適用を図った場合には、エアバッグ装置に設けられるエアバッグに対して、エアバッグの膨張量を大人と子供とで異なる様に出力が成される。
【００４７】
以上、ＥＣＵ２２で行われる処理の全体について説明したが、次に、センサ異常検知処理について、図７を参照して説明する。
【００４８】
Ｓ１１では、４つある荷重センサ２０のＦＲ荷重センサ２０ａから異常判定が行われる。このＳ１１ではＦＲ荷重センサ２０ａの荷重検出信号が、図５で示した乗員荷重荷重範囲内において線形性をもって変化する可変な電圧とは異なる、不変な上限電圧Ｖ２以上または下限電圧Ｖ１以下の電圧がＥＣＵ２２に入力されているのかが、まず、判断される（条件１）。ここで、条件１が成立しない場合には、プログラムは次のＳ１３に進むが、条件１が成立する場合にはＳ１２に進む。
【００４９】
Ｓ１２では条件１が成立した後、その状態が所定時間継続したかが判定され、条件１が所定時間継続しなかった場合には、次のＳ１３に進む。しかし、条件１が所定時間継続した場合には、ＦＲ荷重センサ２０ａが継続して異常な第２荷重検出信号を出力し続けているものと見なし、Ｓ２４にて異常が発生しているＦＲ荷重センサ２０ａに対して、センサ異常のフラグをセットし、図６に示すメインルーチンに戻る。
【００５０】
Ｓ１３では、２つ目のＦＬ荷重センサ２０ｂからの荷重検出信号の異常が判断される。このＳ１３ではＦＬ荷重センサ２０ｂからの荷重検出信号が、乗員荷重荷重範囲内において線形性をもって可変に変化する電圧とは異なる、不変な上限電圧Ｖ２以上または下限電圧Ｖ１以下の電圧がＥＣＵ２２に入力されているのかが、判断される（条件２）。ここで、条件２が成立しない場合には、プログラムは次のＳ１５に進むが、条件２が成立する場合にはＳ１４に進む。
【００５１】
Ｓ１４では条件２が成立した後、その状態が所定時間継続し続けたかが判定される。ここで、条件２が所定時間継続しなかった場合には、プログラムは次のＳ１５に進むが、条件２が所定時間継続した場合には、ＦＬ荷重センサ２０ｂが異常な信号を継続して出力しているものと見なす。そして、Ｓ２４にて異常が発生しているＦＬ荷重センサ２０ｂに対して、センサ異常のフラグをセットした後、図６に示すメインルーチンに戻る。
【００５２】
Ｓ１５では、３つ目のＲＲ荷重センサ２０ｃからの荷重検出信号の異常を判断する。Ｓ１５ではＲＲ荷重センサ２０ｃからの荷重検出信号が、乗員荷重荷重範囲内において線形性をもって可変に変化する電圧とは異なる、不変な上限電圧Ｖ２以上または下限電圧Ｖ１以下の電圧がＥＣＵ２２に入力されているのかが、判断される（条件３）。ここで、条件３が成立しない場合には、プログラムは次のＳ１７に進むが、条件３が成立する場合にはＳ１６に進む。
【００５３】
Ｓ１６では条件３が成立した後、その状態が所定時間継続したかが判定され、条件３が所定時間継続しなかった場合には、次のＳ１７に進むが、条件３が所定時間継続した場合には、ＲＲ荷重センサ２０ｃが異常な信号を継続して出力しているものと見なす。そして、プログラムは、Ｓ２４にて異常が発生しているＲＲ荷重センサ２０ｃに対して、センサ異常のフラグをセットした後、図６に示すメインルーチンに戻る。
【００５４】
Ｓ１７では、最後に残った４つ目のＲＬ荷重センサ２０ｄからの荷重検出信号の異常を判断する。このＳ１７では、ＲＬ荷重センサ２０ｄからの荷重検出信号が、乗員荷重荷重範囲内において線形性をもって可変に変化する電圧とは異なる、不変な上限電圧Ｖ２以上または下限電圧Ｖ１以下の電圧がＥＣＵ２２に入力されているのかが、判断される（条件４）。ここで、条件４が成立しない場合には、プログラムは次のＳ１９に進むが、条件４が成立する場合にはＳ１８に進む。
【００５５】
Ｓ１８では条件４が成立した後、その状態が所定時間継続したかが判定され、条件４が所定時間継続しなかった場合には、次のＳ１９に進むが、条件４が所定時間継続した場合には、ＲＬ荷重センサ２０ｄが異常な信号を継続して出力しているものと見なして、Ｓ２４にて異常が発生しているＲＬ荷重センサ２０ｃに対して、センサ異常のフラグをセットした後、図６に示すメインルーチンに戻る。
【００５６】
つまり、図７に示すＳ１１からＳ１８の処理では、荷重センサ２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）からの荷重検出信号を順番に１個づつ調べ、出力信号が異常と見なせる上限電圧Ｖ２以上または下限電圧Ｖ１以下となった状態が所定時間継続するかが判断される。そして、上限電圧Ｖ２以上または下限電圧Ｖ１以下となった状態が所定時間継続した場合には、信号処理装置２１からの出力が変動せずに常に一定の出力に固定されているものと見なし、信号状態変化を簡単な比較により監視して、センサ異常を検出する（図８の（ａ）参照）。
【００５７】
その後、プログラムはＳ１９に進むが、Ｓ１９では変動量Ｘの演算を行う。ここでの変動量Ｘの演算では、次の様な処理を行う。つまり、変動量Ｘは、４つの荷重センサ２０からの出力を基にして、所定時間の荷重の偏差、あるいは、所定時間の間における各荷重検出値（４つ）の偏差をそれぞれ算出する。即ち、この変動量演算では、荷重値を検出する一定周期のサンプリング毎に、所定時間前までの荷重検出信号の状態を時系列的にメモリに更新しながら記憶する。そして、所定時間間隔での荷重検出値の最大値maxと最小値minとの偏差を変動量Ｘと見なし、その変動量Ｘが３つの変動量の値と比べて、極めて小さく、異常と見なせる所定の閾値Ａよりも、小であるか（第１状態であるか）が比較される（条件５）。その結果、変動量Ｘが閾値Ａ以上の条件５が成立しない場合には、プログラムは次のＳ２２に進む。しかし、変動量Ｘが閾値Ａよりも小さいという条件５が成立する場合には３つの変動量に比べて変化が極めてない一つの変動量が存在することからＳ２１に進む。そして、Ｓ２１ではノイズによりセンサ異常の誤判定を防止するため、条件５が成立してから、その状態が所定時間継続しているかが判断される。ここで、所定時間だけ条件５が成立していない場合には、ＥＣＵ２２はセンサ異常とは判定せずにＳ２２に進む。しかし、条件５が成立してから所定時間が継続した状態がつづくと、プログラムはＳ２４に進み、Ｓ２４にてその条件が成立した４つの内一つの荷重センサ２０をセンサ異常と見なす。そして、異常と見なされた荷重センサ２０の異常フラグをセットした後、図６に示すメインルーチンに戻る。
【００５８】
その後、プログラムはＳ２２に進む。Ｓ２２では今度は変動量Ｘが所定の閾値Ｂ（＞閾値Ａ）よりも大であるか（第２状態であるか）が比較される（条件６）。つまり、Ｓ２０では３つの変動量に比べて一つの変動量が極めて小さいものからセンサ異常を検出したが、今度はその反対に、３つの変動量に比べて一つの変動量が極めて大きいものから、センサ異常を検出する。つまり、この判定では変動量Ｘが閾値Ｂ以下で条件６が成立しない場合には、センサ異常検知処理を終了し、プログラムは図６に示すメインルーチンに戻る。しかし、変動量Ｘが閾値Ｂよりも大きいという条件６が成立する場合には、プログラムはＳ２３に進み、Ｓ２３では条件６が成立してから、その状態が所定時間継続し続けているかが判断される。ここで、所定時間だけ条件６が成立していない場合には、センサ異常とは判定せずに、このセンサ異常検知処理を終了して、メインルーチンに戻る。しかし、条件６が成立してから所定時間継続する場合には、Ｓ２４に進み、Ｓ２４にてその条件が成立した４つの内一つの荷重センサ２０をセンサ異常と見なす。そして、異常と見なされた荷重センサ２０の異常フラグをセットした後、図６に示すメインルーチンに戻る。
【００５９】
以上、説明した様に、Ｓ１９からＳ２４の処理では、４つの荷重検出信号からそれぞれの変動量を求めた後、変動量に基づいた比較処理を行う、Ｓ２０およびＳ２１では、一つ荷重検出信号から求めた変動量が他の複数の荷重検出信号から求めた変動量に比べて、閾値Ａより小の極めて小さい場合には、１つの荷重検出信号は他のものに追従した変化がないものと見なし、その荷重検出信号が得られる荷重センサ２０をセンサ異常と見なし、異常確定をする（図８の（ｂ）参照）。
【００６０】
一方、Ｓ２２およびＳ２３では、一つ荷重検出信号から求めた変動量が他の複数の荷重検出信号から求めた変動量に比べて、閾値Ｂより大の極めて大きい場合には、１つの荷重検出信号は他のものに追従した変化がないものと見なし、その荷重検出信号が得られる荷重センサ２０をセンサ異常と見なし、異常確定をしている（図８の（ｂ）参照）。つまり、上記したセンサ異常検知処理では、荷重センサ２０からの信号に基づく、簡単な状態比較により、正確にセンサ異常を検出することが可能である。よって、以上のことからセンサの異常判定が行えるので、信頼性の高い乗員の荷重検出信号が得られる。また、この装置を車両の安全装置（例えば、エアバッグ制御装置）に適用した場合には正確な荷重検出信号に基づく、正確なエアバッグ制御が行え、その結果として、この様な安全装置の信頼性が向上する。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、信号処理手段が乗員荷重を検出しない不変な第２荷重検出信号を出力する状態が所定時間継続した場合に、制御手段は第２荷重検出信号を基にして、荷重検出手段の簡単かつ正確な異常判定ができる。
【００６２】
また、本発明によれば、制御手段は各荷重検出手段から荷重信号に基づき、変動量を算出し、各荷重検出手段からの荷重信号より複数の変動量を基にして、荷重検出手段の簡単かつ正確な異常判定ができる。
【００６３】
また、本発明によれば、荷重検出手段の異常発生の実際に沿った判定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態におけるシート上荷重検出装置を車両用シートに適用した場合の斜視図である。
【図２】  図１に示す車両用シートの側面に設けられるセンサブラケットを示し、（ａ）は車両用シートの前側のセンサブラケット形状、（ｂ）は車両用シートの後側のセンサブラケット形状を示す斜視図である。
【図３】  本発明の一実施形態におけるシート上荷重検出装置のシステム構成図である。
【図４】  図３に示す出力回路の電気回路図である。
【図５】  図３に示す信号処理装置の出力を示すグラフである。
【図６】  図３に示すＥＣＵの処理を示すフローチャートである。
【図７】  図６に示すセンサ異常検知処理のフローチャートである。
【図８】  図７に示すセンサ異常検知処理を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１  シート上荷重検出装置
１０  シート
１８  前側ブラケット（荷重変形体）
１９  後側ブラケット（荷重変形体）
２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）  荷重センサ（荷重検出手段）
２１  信号処理装置（信号処理手段）
２２  ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
0004007070.tif 000002
【図２】
0004007070.tif 000003
【図３】
0004007070.tif 000004
【図４】
0004007070.tif 000005
【図５】
0004007070.tif 000006
【図６】
0004007070.tif 000007
【図７】
0004007070.tif 000008
【図８】
0004007070.tif 000009