(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員の重量に基づく荷重が加えられるとともに加えられた荷重の大きさに応じた歪変形量で弾性変形する荷重変形体の歪変形量を検出し、この歪変形量から前記荷重に対応する荷重検出信号を生成して出力する荷重検出手段を備えた乗員重量計測装置において、
前記荷重に対して予め設定されている乗員重量荷重検出範囲から外れた荷重領域に設定されている異常荷重が前記荷重変形体に加わったときに、異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出手段と、
前記荷重検出手段が出力する荷重検出信号を、前記乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲にクランプするクランプ回路とを備え、
前記異常荷重検出手段は、前記荷重検出信号と区別可能となるように、前記乗員重量荷重検出範囲に対応する前記信号範囲から外れた信号で前記異常荷重検出信号を出力し、
前記異常荷重検出手段は、前記荷重検出手段が荷重検出信号を出力するのと同じ出力端に異常荷重検出信号を出力することを特徴とする乗員重量計測装置。
【請求項２】
前記異常荷重検出手段は、
前記荷重検出信号が前記乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲を外れているか否かを予め設定されている基準信号との比較によって判定し、その判定結果に対応した判定信号を出力する比較判定回路と、
前記判定信号に基づき、前記荷重検出信号が前記信号範囲を外れていないときには荷重検出信号を前記出力端に出力するとともに、荷重検出信号が信号範囲を外れているときには前記異常荷重検出信号を前記出力端に出力する出力回路とからなることを特徴とする請求項１に記載の乗員重量計測装置。
【請求項３】
前記出力回路は、前記判定信号によってスイッチング動作するスイッチング素子を備え、該スイッチング素子は、前記荷重検出信号が前記信号範囲を外れているときには電源電位信号または接地電位信号を前記異常荷重信号として前記出力端に出力することを特徴とする請求項２に記載の乗員重量計測装置。
【請求項４】
前記荷重変形体は、乗員が着座するシートを車両本体側に支持する支持部材であって、
前記荷重検出手段は、前記支持部材に設けられた抵抗体歪ゲージであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の乗員重量計測装置。
【請求項５】
荷重が加えられると歪変形する荷重変形体と、該荷重変形体に発生する歪変形量から荷重を検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段が出力する検出信号をクランプするクランプ回路とを備えた乗員重量計測装置において、
前記荷重検出手段からの荷重に対して乗員重量荷重範囲を設定し、前記荷重検出手段からの荷重が前記乗員重量荷重範囲内のときには、その荷重に応じた第１荷重検出信号を出力し、前記乗員重量荷重範囲の上限値以上で該上限値から所定荷重大きい値以下の荷重が検出されたとき、若しくは、乗員重量荷重範囲の下限値以下で該下限値から所定荷重小さい荷重以上の荷重が検出されたときには、前記第１荷重検出信号を前記乗員重量荷重範囲内にクランプした第２荷重検出信号を出力し、それ以外の荷重が検出されたときには、電源電位信号または接地電位信号となる第３荷重検出信号を出力する異常荷重検出手段を備え、
前記第１荷重検出信号及び第２荷重検出信号及び第３荷重検出信号は、同じ出力端に出力されることを特徴とする乗員重量計測装置。
【請求項６】
荷重が加えられると歪変形する荷重変形体と、該荷重変形体に発生する歪変形量から荷重を検出する荷重検出手段とを備えた乗員重量計測装置において、
前記荷重検出手段からの荷重に対して乗員重量荷重とみなす乗員重量荷重範囲を設定するとともに、前記乗員重量荷重の上限値から所定荷重以上大きい範囲、及び、前記乗員重量荷重の下限値から所定荷重以上小さい範囲を異常荷重範囲として設定し、異常荷重範囲の荷重が検出された場合には、前記乗員重量荷重範囲において前記歪変形量に応じて変化する荷重検出信号とは異なる異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出手段と、
前記乗員重量荷重範囲と前記異常荷重範囲との間の範囲の荷重を荷重検出信号範囲内にクランプするクランプ回路とを備え、
前記荷重検出信号及び前記異常荷重検出信号は同じ出力端に出力されることを特徴とする乗員重量計測装置。
【請求項７】
前記異常荷重検出手段は、前記歪変形量からの荷重を基準信号と比較し、異常荷重範囲と判定する判定信号を出力する比較判定回路と、
異常荷重範囲の場合には異常荷重検出信号を前記出力端に出力する出力回路とを備えていることを特徴とする請求項６に記載の乗員重量計測装置。
【請求項８】
前記出力回路は、前記判定信号によってスイッチング動作するスイッチング素子を備え、該スイッチング素子は荷重が異常荷重範囲の場合には電源電位信号または接地電位信号を異常荷重検出信号として前記出力端に出力することを特徴とする請求項７に記載の乗員重量計測装置。
【請求項９】
前記荷重変形体は、乗員が着座するシートを車両本体側に支持する支持部材であって、
前記荷重検出手段は、前記支持部材に設けられた抵抗体歪ゲージであることを特徴とする請求項８に記載の乗員重量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシートに着座している乗員の重量を検出する乗員重量計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両に装備されているエアバッグ装置やシートベルト用緊急拘束装置を乗員の体格に応じて制御する試みがなされている。この試みとしては、例えば、シートに設けた重量計測装置で乗員の体重を計測し、この体重に応じてエアバッグの展開ガス量や展開速度を調節したり、シートベルトのプリテンションを調節するものがある。
【０００３】
上記重量計測装置としては、例えば特開平１１−３３７３９３号公報で提案されているものがある。この重量計測装置では、図８に示すように、シートの左側前後に設けられる一対の荷重センサ８１ａ，８１ｂ、８２ａ，８２ｂと、同じく右側前後に設けられる一対の荷重センサ８３ａ，８３ｂ、８４ａ，８４ｂとが、シートに着座した乗員の重量に応じてそれぞれに加わる荷重に応じた電圧信号をそれぞれ出力する。この各荷重センサ８１ａ，８１ｂ〜８４ａ，８４ｂは、荷重が加わることで撓むセンサ板（起歪体）に貼り付けられた抵抗体歪ゲージからなり、荷重に応じたセンサ板の撓み変形に伴う抵抗値の変化量に対応して変化する電圧信号を出力する。そして、左側の両荷重センサ８１ａ，８１ｂ、８２ａ，８２ｂが出力する電圧信号の基準電圧Ｅ／２に対する差分値が差動増幅器８５によって求められ、右側の両荷重センサ８３ａ，８３ｂ、８４ａ，８４ｂが出力する電圧信号の基準電圧Ｅ／２に対する差分値が差動増幅器８６によって求められる。さらに、両差分値の電圧差が加減算器８７によって求められる。この電圧差から重量演算部８８が乗員の重量を求める。
【０００４】
ところが、抵抗体歪ゲージが設けられたセンサ板は、乗員の重量を感度良く計測できる強度に設計されているので、車両が衝突して大きな衝撃が加わると、過大な荷重がセンサ板に加わってセンサ板が異常変形することがある。この場合、荷重センサの感度がずれてしまい、乗員の体重を精度良く計測することができなくなることがある。
【０００５】
このため、センサ板が異常変形するような衝撃が車両に加わったことを検知し、このような衝撃が検知されたときには、乗員の体重に基づくエアバッグ等の制御を正常にできなくなった状態であることを知らせたり、または点検用の記憶装置に記憶させる必要がある。
【０００６】
このような問題を解決するため、重量計測装置に加え、センサ板が異常変形するような衝撃が車両に加わったことを検出する衝撃検出装置を設けることが考えられる。
【０００７】
このような衝撃検出装置としては、例えば特開平５−１４７４９１号公報で提案されているエアバッグ起動制御装置を用いることが考えられる。そして、この装置が作動してエアバッグが作動するような衝撃が車両に加わったときには、各荷重センサのセンサ板が異常変形したと判定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置は、検知する衝撃の大きさをエアバッグを作動させるようなある程度以上の大きな衝撃で作動するようになっている。このため、低速での衝突のように車両に加わる衝撃が弱く、かつ、乗員の体重が重いときには、センサ板に過大な荷重が加わるにも拘らず、センサ板が異常変形したことを検知できない状態が発生する。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、衝突等によって荷重検出部に異常な荷重が加わったことをより確実に検知することができる乗員重量計測装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、乗員の重量に基づく荷重が加えられるとともに加えられた荷重の大きさに応じた歪変形量で弾性変形する荷重変形体の歪変形量を検出し、この歪変形量から前記荷重に対応する荷重検出信号を生成して出力する荷重検出手段を備えた乗員重量計測装置において、前記荷重に対して予め設定されている乗員重量荷重検出範囲から外れた荷重領域に設定されている異常荷重が前記荷重変形体に加わったときに、異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出手段と、前記荷重検出手段が出力する荷重検出信号を、前記乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲にクランプするクランプ回路とを備え、前記異常荷重検出手段は、前記荷重検出信号と区別可能となるように、前記乗員重量荷重検出範囲に対応する前記信号範囲から外れた信号で前記異常荷重検出信号を出力し、前記異常荷重検出手段は、前記荷重検出手段が荷重検出信号を出力するのと同じ出力端に異常荷重検出信号を出力することを要旨とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、乗員の体重と、衝突等によって乗員及びシートに加わった加速度とに基づいて荷重変形体に加わった荷重を荷重検出手段が検出し、検出した荷重に対応する荷重検出信号を出力する。そして、荷重変形体に加わった荷重が予め設定されている乗員重量荷重検出範囲から外れた荷重領域に設定されている異常荷重であるときには、異常荷重検出手段が異常荷重信号を出力する。このため、低速での衝突のように車両に加わった衝撃が弱く、かつ、乗員の体重に基づく荷重が乗員重量荷重検出範囲の上限値または下限値に近い荷重値であっても、荷重検出体に異常荷重が加わったときには異常荷重信号が出力される。従って、予め設定されている乗員重量荷重検出範囲を外れた異常荷重が荷重変形体に加わったことがより確実に検出される。
【００１３】
また、荷重検出信号及び異常荷重信号を、別々に設けた出力端に分けて出力する場合に比較して、出力対象と電気接続するための配線数が少なくなる。従って、検知装置及び出力先の各接続部を接続する配線のコネクタがより小型のものでよくなる。
さらに、乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲にクランプされた荷重検出信号がクランプ回路によって生成される一方、この信号範囲を外れた電気信号で異常荷重検出信号が同一の出力端に出力される。このため、荷重検出信号を、ある出力信号範囲内においてより大きな信号範囲で出力することができる。従って、荷重検出信号の分解能をより高くすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記異常荷重検出手段は、前記荷重検出信号が前記乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲を外れているか否かを予め設定されている基準信号との比較によって判定し、その判定結果に対応した判定信号を出力する比較判定回路と、前記判定信号に基づき、前記荷重検出信号が前記信号範囲を外れていないときには荷重検出信号を前記出力端に出力するとともに、荷重検出信号が信号範囲を外れているときには前記異常荷重検出信号を前記出力端に出力する出力回路とからなることを要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、比較判定回路が、予め設定されている基準信号との比較によって荷重検出信号が信号範囲を外れているか否かを判定する。そして、出力回路が、比較判定回路の判定結果に基づいて、荷重検出信号及び異常荷重信号のいずれかを出力端に出力する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記出力回路は、前記判定信号によってスイッチング動作するスイッチング素子を備え、該スイッチング素子は、前記荷重検出信号が前記信号範囲を外れているときには電源電位信号または接地電位信号を前記異常荷重信号として前記出力端に出力することを要旨とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、比較判定回路が出力する判定信号によってスイッチング素子がスイッチング動作する。そして、荷重検出信号が信号範囲を外れているときには、異常荷重信号として電源電位信号または接地電位信号を出力する。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記荷重変形体は、乗員が着座するシートを車両本体側に支持する支持部材であって、前記荷重検出手段は、前記支持部材に設けられた抵抗体歪ゲージであることを要旨とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、乗員の重量、車両の加減速に基づいてシートの支持部材に加わる荷重を、支持部材の歪変形によって抵抗体歪ゲージが検出する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、荷重が加えられると歪変形する荷重変形体と、該荷重変形体に発生する歪変形量から荷重を検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段が出力する検出信号をクランプするクランプ回路とを備えた乗員重量計測装置において、前記荷重検出手段からの荷重に対して乗員重量荷重範囲を設定し、前記荷重検出手段からの荷重が乗員重量荷重範囲内のときには、その荷重に応じた第１荷重検出信号を出力し、前記乗員重量荷重範囲の上限値以上で該上限値から所定荷重大きい値以下の荷重が検出されたとき、若しくは、乗員重量荷重範囲の下限値以下で該下限値から所定荷重小さい値以上の荷重が検出されたときには、前記第１荷重検出信号を前記乗員重量荷重範囲内にクランプした第２荷重検出信号を出力し、それ以外の荷重が検出されたときには、電源電位信号または接地電位信号となる第３荷重検出信号を出力する異常荷重検出手段を備え、前記第１荷重検出信号及び第２荷重検出信号及び第３荷重検出信号は、同じ出力端に出力されることを要旨とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、荷重変形体に加わった荷重が所定の乗員重量荷重範囲の上限値から所定荷重以上大きい正の異常荷重であるか、若しくは、同じく下限値から所定荷重以上大きい負の異常荷重であるときには、乗員重量荷重範囲を含む所定の荷重範囲のときと異なる電源電位信号または接地電位信号が出力される。このため、乗員の体重に応じて荷重変形体に加わった荷重が異常荷重でなくとも、車両に加わった加速度等によって荷重変形体に加わる荷重が異常荷重となったときには異常荷重でない通常の荷重が加わったときに出力される信号と異なる信号が出力される。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、荷重が加えられると歪変形する荷重変形体と、該荷重変形体に発生する歪変形量から荷重を検出する荷重検出手段とを備えた乗員重量計測装置において、荷重に対して乗員重量荷重とみなす乗員重量荷重範囲を設定するとともに、前記乗員重量荷重の上限値からから所定荷重以上大きい範囲、及び、前記乗員重量荷重の下限値から所定荷重以上小さい範囲を異常荷重範囲として設定し、異常荷重範囲の荷重が検出された場合には前記乗員重量荷重範囲において前記歪変形量に応じて変化する荷重検出信号とは異なる異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出手段と、前記乗員重量荷重範囲と前記異常荷重範囲との間の範囲の荷重を荷重検出信号範囲内にクランプするクランプ回路を備え、前記荷重検出信号及び前記異常荷重検出信号は同じ出力端に出力されることを要旨とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、荷重変形体に加わった荷重が乗員重量荷重範囲を含む所定の荷重範囲を外れた異常荷重範囲である場合には、乗員重量荷重に応じた荷重検出信号とは異なる異常荷重検出信号が出力される。このため、乗員の体重に応じて荷重変形体に加わった荷重が異常荷重でなくとも、車両に加わった加速度等によって荷重変形体に加わる荷重が異常荷重となったときには異常荷重でない通常の荷重が加わったときに出力される信号と異なる信号が出力される。
また、荷重変形体に加わった荷重が、乗員重量荷重範囲を外れる大きさであり、かつ、異常荷重でないときには、乗員重量荷重範囲内にクランプされた信号が出力される。このため、乗員重量荷重範囲に対応する荷重検出信号の信号範囲を、限られた信号範囲内でより大きく設定することができる。その結果、荷重検出信号の分解能をより高くすることができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記異常荷重検出手段は、前記歪変形量からの荷重を基準信号と比較し、異常荷重範囲と判定する判定信号を出力する比較判定回路と、異常荷重範囲の場合には異常荷重検出信号を前記出力端に出力する出力回路とを備えていることを要旨とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の作用に加えて、比較判定回路が、歪変形量からの荷重を基準信号と比較した結果から、異常荷重範囲と判定した判定信号を出力する。そして、この判定信号に基づき、異常荷重範囲の場合には出力回路が異常荷重検出信号を出力端に出力する。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記出力回路は、前記判定信号によってスイッチング動作するスイッチング素子を備え、該スイッチング素子は荷重が異常荷重範囲の場合には電源電位信号または接地電位信号を異常荷重検出信号として前記出力端に出力することを要旨とする。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の作用に加えて、比較判定回路が出力する判定信号によってスイッチング動作するスイッチング素子が、荷重が異常荷重範囲の場合に、異常検出信号として電源電位信号または接地電位信号を出力する。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記荷重変形体は、乗員が着座するシートを車両本体側に支持する支持部材であって、前記荷重検出手段は、前記支持部材に設けられた抵抗体歪ゲージであることを要旨とする。
【００３３】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明の作用に加えて、乗員の重量、車両の加減速に基づいてシートの支持部材に加わる荷重を、支持部材の歪変形によって抵抗体歪ゲージが検出する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００３５】
図２に示すように、乗員が着座するシート１０は、車両の車室内で床上に設けられている。シート１０は、床上に設けられたスライド機構１１によって、車両の前後方向に位置調節可能に支持されている。
【００３６】
スライド機構１１は、左右一対のロアレール１２及びアッパレール１３を備えている。但し、図２には左側のロアレール１２及びアッパレール１３のみ図示する。両ロアレール１２は、車両の前後方向に延びるように床上に固定されている。各アッパレール１３は、それぞれ前後方向に延びるように各ロアレール１２に対しその上側で係合され、前後方向に移動可能に案内されている。
【００３７】
シート１０は、座部１４及び背もたれ部１５を備えている。座部１４にはシートクッションフレーム１６が内蔵され、背もたれ部１５にはシートバックフレーム１７が内蔵されている。シート１０は、その左右両側で各アッパレール１３に対してシートクッションフレーム１６が前側ブラケット１８及び後側ブラケット１９によって連結されることで固定されている。但し、図２には左側の前側及び後側ブラケット１８，１９のみ図示する。本実施形態では、前側及び後側ブラケット１８，１９が荷重変形体及び支持部材である。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、前側ブラケット１８には、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１０に着座した乗員の体重に基づく荷重が加わり、加わった荷重の大きさに応じた撓み変形量で弾性変形するように形成されている。また、湾曲部１８ａは、予め設定されている乗員重量荷重範囲内の荷重が加わるときに、異常変形することなく弾性変形するように形成されている。乗員重量荷重は、例えば、シート１０に着座することが想定される乗員の体重範囲に対応して、荷重センサ２０が設けられた位置に応じてその荷重センサ２０に加わる検出荷重範囲である。
【００３９】
湾曲部１８ａには、その撓み変形量に基づいて電圧信号を生成する荷重センサ２０が設けられている。また、前側ブラケット１８には、湾曲部１８ａを外れた部分に、ＩＣからなる信号処理装置２１が設けられている。信号処理装置２１には荷重センサ２０が電気接続されている。同様に、図示しない右側の前側ブラケット１８にも、荷重センサ２０及び信号処理装置２１が設けられている。
【００４０】
また、後側ブラケット１９には、同様に撓み弾性変形する湾曲部１９ａが設けられている。この湾曲部１９ａは、湾曲部１８ａと同様に、加わった荷重の大きさに応じた撓み変形量で弾性変形するように形成されている。
【００４１】
湾曲部１９ａには、湾曲部１８ａと同様に、荷重センサ２０が設けられ、荷重センサ２０の近くに設けられた信号処理装置２１に電気接続されている。同様に、図示しない右側の後側ブラケット１９にも、荷重センサ２０及び信号処理装置２１が設けられている。
【００４２】
図２に示すように、シート１０の座部１４の下方には、４つの各荷重センサ２０が検出する荷重から乗員の体重を求める電子制御装置（以下、ＥＣＵという。）２２が設けられている。ＥＣＵ２２は、例えばエアバッグ装置の作動を制御する図示しない電子制御装置に電気的に接続されている。本実施形態では、各荷重センサ２０、各信号処理装置２１及びＥＣＵ２２が乗員重量計測装置を構成する。
【００４３】
次に、本実施形態の電気的な構成について説明する。
各荷重センサ２０には、同じブラケット１８，１９に設けられた信号処理装置２１を介してＥＣＵ２２から基準電圧ＶS が供給されるとともに、その信号処理装置２１を介してＥＣＵ２２のアースに接続されている。
【００４４】
各荷重センサ２０は、シート１０に着座した乗員の体重に応じて加わる荷重を検出し、検出した荷重の大きさに対応する大きさの電圧信号を基準電圧ＶS から生成して信号処理装置２１に出力する。
【００４５】
各信号処理装置２１は、同じブラケット１８，１９に設けられている荷重センサ２０から電圧信号を入力し、この電圧信号を一定の電圧範囲の電圧信号に変換してＥＣＵ２２にそれぞれ出力する。
【００４６】
ＥＣＵ２２は、４つの各荷重センサ２０が検出する荷重から、シート１０に着座している乗員の体重を求める。そして、ＥＣＵ２２は、求めた体重に基づく制御信号を生成し、この制御信号をエアバッグ制御用電子制御装置に出力する。
【００４７】
次に、荷重センサ２０及び信号処理装置２１について詳述する。なお、各荷重センサ２０及び信号処理装置２１は、同一の構成である。
荷重センサ２０は抵抗体歪ゲージであって、図１に示すように、ブリッジ接続された４個の抵抗体２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを備えている。直列接続された一対の抵抗体２０ａ，２０ｂと、同じく直列接続された一対の抵抗体２０ｃ，２０ｄとが並列され、その両端に基準電圧ＶS が印加されている。そして、荷重センサ２０は、抵抗体２０ａ，２０ｂの中点と、抵抗体２０ｃ，２０ｄの中点との間に、湾曲部１８ａの撓み変形量に応じた抵抗値の変化分に対応する電圧信号ＶA を生成する。荷重センサ２０は、乗員重量荷重範囲内の荷重に対し、ほぼリニアな電圧信号ＶA を出力する。
【００４８】
図１に示すように、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２６、比較器２７、出力回路２８、ノイズフィルタ２９〜３２等から構成されている。各ノイズフィルタ２９〜３２は、荷重センサ２０及び信号処理装置２１の外部からのノイズ侵入を防止する。本実施形態では、荷重センサ２０、増幅・調整回路２３及び増幅回路２４が荷重検出手段を構成する。また、比較器２６，２７及び出力回路２８が異常荷重検出手段を構成し、両比較器２６，２７が比較判定回路を構成する。
【００４９】
信号処理装置２１には、ＥＣＵ２２からの電源線３３が接続され、ノイズフィルタ２９を介して装置２１内に基準電圧ＶS が供給されている。この基準電圧ＶS は、ＥＣＵ２２が信号処理装置２１から入力する電圧信号を生成するための電圧であって、例えば５Ｖである。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の電源側にも供給する。また、信号処理装置２１には、ＥＣＵ２２から接地線３５が接続され、装置２１内の接地線にノイズフィルタ３０を介して接続されている。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ている。
【００５０】
増幅・調整回路２３は、荷重センサ２０が出力する電圧信号ＶA をノイズフィルタ３１を介して入力し、この電圧信号ＶA を増幅し、零点調節及び感度調節した電圧信号ＶB を生成して増幅回路２４及び各比較器２６，２７に出力する。
【００５１】
増幅回路２４は、電圧信号ＶB を入力し、この電圧信号ＶB を増幅した電圧信号ＶC を生成してクランプ回路２５に出力する。増幅回路２４は、乗員重量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 の電圧範囲を、ＥＣＵ２２に出力するために適切な、基準電圧ＶS 以内の電圧範囲まで増幅する。
【００５２】
クランプ回路２５は、増幅回路２４が出力する電圧信号ＶC を、乗員重量荷重範囲に対応する信号範囲にクランプして出力する。本実施形態では、接地電位に近い値に設定された下限電圧Ｖ１以下と、基準電圧ＶS に近い値に設定された上限電圧Ｖ２以上の電圧信号ＶC をクランプした電圧信号である荷重検出信号ＶDを出力する。本実施形態では、荷重検出信号ＶD が第１荷重検出信号であり、下限電圧Ｖ１及び上限電圧Ｖ２が共に第２荷重検出信号である。
【００５３】
また、比較器２６は、増幅・調整回路２３から入力した電圧信号ＶB が、予め設定されている基準電圧Ｖα以上であるときには低電位の判定信号ＶE １を出力回路２８に出力する。また、電圧信号ＶB が基準電圧Ｖα未満であるときには高電位の判定信号ＶE １を出力回路２８に出力する。基準電圧Ｖαは基準電圧ＶSから生成されているものであって、乗員重量荷重範囲の上限値よりも一定値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。即ち、この電圧値は、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。この基準電圧Ｖαは、乗員重量荷重範囲の上限値を超える過大な正の荷重が加わったことを判定するために設定されている。
【００５４】
比較器２７は、増幅・調整回路２３から入力した電圧信号ＶB が、予め設定されている基準電圧Ｖβ（＜Ｖα）以上であるときには高電位の判定信号ＶE ２を出力回路２８に出力する。また、電圧信号ＶB が基準電圧Ｖβ未満であるときには低電位の判定信号ＶE ２を出力回路に出力する。基準電圧Ｖβは基準電圧ＶSから生成されているものであって、乗員重量荷重範囲の下限値よりも一定値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ている。即ち、この電圧値は、電圧信号ＶC が下限電圧Ｖ１となるときの電圧信号ＶB の電圧値よりも小さな値である。この基準電圧Ｖβは、乗員重量荷重範囲の下限値を下回る過大な負の荷重が加わったことを判定するために設定されている。
【００５５】
出力回路２８は、図４に示すように、両比較器２６，２７が出力する判定信号ＶE １，ＶE ２によってスイッチング動作するＰチャネルＦＥＴ（電界効果トランジスタ）（以下、ＰＦＥＴという。）４０及びＮチャネルＦＥＴ（以下、ＮＦＥＴという。）４１を備えている。本実施形態では、ＰＦＥＴ４０及びＮＦＥＴ４１がスイッチング素子である。また、ＰＦＥＴ４０はＰチャネルのスイッチング素子、ＮＦＥＴ４１はＮチャネルのスイッチング素子であっても良い。
【００５６】
ＰＦＥＴ４０は、そのドレインが電源線に接続され、そのソースはＮＦＥＴ４１のゲートに接続されている。また、ＰＦＥＴ４０のゲートは両比較器２６，２７の出力側に接続されている。また、ＮＦＥＴ４１は、そのドレインがクランプ回路２５の出力側に接続され、そのソースが接地線に接続されている。ＰＦＥＴ４０，ＮＦＥＴ４１は、判定信号ＶE １，ＶE ２のいずれか一方が低電位のときに、ＰＦＥＴ４０がオンとなり、ＮＦＥＴ４１がオンとなる。また、判定信号ＶE １，ＶE ２のいずれも高電位のときに、ＰＦＥＴ４０がオフとなり、ＮＦＥＴ４１がオフとなる。
【００５７】
そして、出力回路２８は、判定信号ＶE １及びＶE ２が共に高電位のときに、クランプ回路２５が出力する荷重検出信号ＶD を出力端２１ａに出力する。また、出力回路２８は、判定信号ＶE １及び判定信号ＶE ２のいずれか一方が低電位であるときに、ほぼ接地電位の異常荷重信号ＶF を出力端２１ａに出力する。なお、異常荷重信号ＶF は、ＮＦＥＴ４１での電圧降下により、ほぼ０．２Ｖ以下程度の電圧値となる。本実施形態では、接地電位の異常荷重信号ＶF が第３荷重検出信号である。
【００５８】
以上のように構成された信号処理装置２１は、シート１０に着座した乗員の体重に応じて対応する荷重センサ２０に加わる荷重が、予め設定されている乗員重量荷重範囲内の荷重であるときには、図５に示すように、下限電圧Ｖ１から上限電圧Ｖ２までの電圧範囲内の値となる荷重検出信号ＶD を出力する。
【００５９】
また、信号処理装置２１は、荷重センサ２０に加わる荷重が、乗員重量荷重範囲の上限値よりも正側にある荷重値Ｌ１だけ大きな荷重値以上の正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、信号処理装置２１は、荷重の大きさが、乗員重量荷重範囲の下限値よりも負側にある荷重値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。なお、乗員重量荷重範囲を超える荷重値Ｌ１分の荷重検出範囲と、乗員重量荷重範囲を下回る荷重値Ｌ２分の荷重検出範囲とは、車両の急加速または急制動に伴って乗員及びシート１０に加わる加速度によって各荷重センサ２０が検出する荷重が増大または減少して乗員重量荷重範囲を外れたときに、衝突荷重が加わったと判定しないために設けられている。
【００６０】
ＥＣＵ２２は、シート１０に乗員が着座しているときに各荷重センサ２０が検出する荷重に基づいてそれぞれの信号処理装置２１が出力する荷重検出信号ＶDを入力する。そして、入力した各荷重検出信号ＶD の値から乗員の体重を演算する。また、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、例えば重量計測装置が計測する乗員の体重に基づくエアバッグ装置の制御を禁止させ、別途検出される衝突時加速度のみに基づく制御が行われるようにする。また、例えば、自己診断用電子制御装置に、前側ブラケット１８または後側ブラケット１９が過大な荷重によって異常変形した可能性があり、重量計測装置が計測する体重に信頼度が低下したことを記録させる。
【００６１】
次に、以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。
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各ブラケット１８，１９に加わり、各ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ，１９ａが加わった荷重の大きさに応じた撓み変形量で弾性変形する。すると、各ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ，１９ａに設けられた荷重センサ２０が、撓み変形量に応じた大きさの電圧信号ＶA を信号処理装置２１に出力する。
【００６２】
車両の通常走行時には、信号処理装置２１が、入力した電圧信号ＶA から、荷重センサ２０が検出した荷重に対応する大きさの荷重検出信号ＶD を生成してＥＣＵ２２に出力する。
【００６３】
車両が衝突したときには、乗員の体重と、衝突によって乗員及びシートに加わった加速度とに基づいて各ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ，１９ａに加わった荷重が荷重センサ２０によって検出される。このとき、各信号処理装置２１は、対応する荷重センサ２０に加わった荷重の大きさが衝突荷重となると、出力端２１ａに異常荷重信号ＶF を出力する。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ような場合であっても、乗員の体重が乗員重量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重量荷重範囲の上限値＋Ｌ１を超える衝突荷重となったときには異常荷重信号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に、乗員の体重が乗員重量荷重範囲の下限値に近く、荷重センサ２０が検出する荷重が乗員重量荷重範囲の下限値−Ｌ２を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重量荷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の異常変形がより確実に検知される。
【００６４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に記載する各効果を得ることができる。
（１）  各ブラケット１８，１９に加わった荷重が乗員重量荷重範囲内の荷重であるときにはその荷重に応じた荷重検出信号ＶD が信号処理装置２１から出力される。一方、その荷重が乗員重量荷重範囲を外れた荷重領域に設定されている衝突荷重であったときには、荷重検出信号ＶD と異なる異常荷重信号ＶF が出力される。このため、低速での衝突のように車両に加わった衝撃が弱いときであっても、乗員の体重に基づく荷重が乗員重量荷重検出範囲の上限値または下限値に近いことから、各ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ，１９ａに衝突荷重が加わったときには荷重検出信号ＶD と異なる異常荷重信号ＶF が出力される。
【００６５】
従って、乗員重量荷重検出範囲を大きく超えるかまたは大きく下回った衝突荷重が各ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ，１９ａに加わったことがより確実に検知される。このため、一旦異常変形した湾曲部１８ａ，１９ａの撓み変形に応じて荷重センサ２０が検出する荷重に基づいて、例えばエアバッグ装置の制御を行うことがなくなり、実際の荷重と誤差がある荷重の検出値に基づいて精度の悪いエアバッグ制御を行うことがない。
【００６６】
（２）  区別可能な荷重検出信号ＶD と異常荷重検出信号ＶF とが同一の出力端２１ａに出力されるので、各信号ＶD ，ＶF を別々に設けた出力端に出力する場合に比較して、ＥＣＵ２２と電気接続するための配線数が少なくなる。従って、信号処理装置２１及びＥＣＵ２２の各接続部を接続する配線のコネクタがより小型のものでよくなる。
【００６７】
（３）  乗員重量荷重検出範囲に対応する電圧範囲にクランプされた荷重検出信号ＶD がクランプ回路２５によって基準電圧ＶS 以内で生成される一方、この電圧範囲を外れた電圧信号で異常荷重信号ＶF が同一の出力端２１ａに出力される。このため、荷重検出信号ＶD を、基準電圧ＶS の範囲内においてより大きな電圧範囲で出力することができる。従って、荷重検出信号ＶD の分解能をより高くすることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図６及び図７に従って説明する。尚、本実施形態は、前記第１実施形態における信号処理装置２１のクランプ回路２５がクランプする信号範囲を変更したことと、出力回路２８を出力回路５１に変更したことのみが第１実施形態と異なる。従って、第１実施形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、クランプ回路２５及び出力回路５１のみについて詳述する。本実施形態では、比較器２６，２７及び出力回路５１が異常荷重検出手段を構成する。
【００６８】
クランプ回路２５は、基準電圧ＶS に近い値に設定された上限電圧Ｖ３以上の電圧信号ＶC をクランプした荷重検出信号ＶD を出力する。本実施形態では、荷重検出信号ＶD が第１荷重検出信号であり、上限電圧Ｖ３が第２荷重検出信号である。
【００６９】
出力回路５１は、図６に示すように、両比較器２６，２７が出力する判定信号ＶE １，ＶE ２によってスイッチング動作するＰチャネルＦＥＴ（以下、ＰＦＥＴという。）５２を備えている。本実施形態では、ＰＦＥＴ５２をスイッチング素子として使用したが、Ｐチャネルのスイッチング素子であっても良い。
【００７０】
ＰＦＥＴ５２は、そのドレインが電源線に接続され、そのソースはクランプ回路２５の出力側に接続されている。また、ＰＦＥＴ５２のゲートは、両比較器２６，２７の出力側に接続されている。ＰＦＥＴ５２は、判定信号ＶE １，ＶE ２のいずれか一方が低電位のときにオンとなり、判定信号ＶE １，ＶE ２のいずれも高電位のときにオフとなる。
【００７１】
そして、出力回路５１は、比較器２６が出力する判定信号ＶE １と、比較器２７が出力する判定信号ＶE ２とが共に高電位のときに、クランプ回路２５が出力する荷重検出信号ＶD を出力端２１ａに出力する。また、出力回路５１は、判定信号ＶE １及び判定信号ＶE ２の少なくともいずれか一方が低電位であるときに、ほぼ基準電圧ＶS の異常荷重信号ＶF を出力端２１ａに出力する。なお、異常荷重信号ＶF は、ＰＦＥＴ５２での電圧降下により、ほぼ４．８Ｖ以上の電圧値となる。本実施形態では、ほぼ基準電圧ＶS の異常荷重信号ＶF が第３荷重検出信号である。
【００７２】
以上のように構成された信号処理装置２１は、シート１０に着座した乗員の体重に応じて対応する荷重センサ２０に加わる荷重の大きさが乗員重量荷重範囲内の大きさであるときには、図７に示すように、接地電位からある電圧値だけ大きな電圧値Ｖ４から上限電圧Ｖ３までの電圧範囲内の電圧値となる荷重検出信号ＶD を出力する。
【００７３】
また、信号処理装置２１は、荷重センサ２０に加わる荷重の大きさが、乗員重量荷重範囲の上限値よりも一定の荷重値Ｌ３だけ大きな荷重値以上の荷重領域に設定されている衝突荷重であるときには、上限電圧Ｖ３よりも大きな異常荷重信号ＶF を出力する。同様に、信号処理装置２１は、荷重の大きさが、乗員重量荷重範囲の下限値よりも一定の荷重値Ｌ４だけ負側に大きな荷重値以上の荷重領域に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。
【００７４】
なお、乗員重量荷重範囲を超える荷重値Ｌ３分の荷重検出範囲と、乗員重量荷重範囲を下回る荷重値Ｌ４分の荷重検出範囲とは、第１実施形態における荷重値Ｌ１，Ｌ２分の各荷重検出範囲と同様、車両の急加速または急減速によって荷重が増大または減少したときに衝突荷重が加わったと誤判断しないために設定されている。
【００７５】
以上のように構成された本実施形態は、上記第１実施形態と同様の作用を有している。
以上詳述した本実施形態によっても、前記第１実施形態における（１）〜（３）に記載の各効果を得ることができる。
【００７６】
以下、上記実施形態以外の実施形態を箇条書きで記載する。
・  上記各実施形態で、増幅回路２４が出力する電圧信号ＶC の大きさ範囲を、乗員重量荷重範囲に対応する電圧信号ＶC の大きさ範囲でクランプするクランプ回路２５を設けず、電圧信号ＶC をそのまま第１出力端から出力する。そして、出力回路２８，５１が、両比較器２６，２７の判定信号ＶE １，ＶE ２に基づいて生成する異常荷重信号ＶF を、前記第１出力端とは別に設けた第２出力端から出力する構成とする。この場合であっても、乗員重量荷重範囲を外れた衝突荷重による湾曲部１８ａ，１９ａの異常変形がより確実に検知される。
【００７７】
・  上記各実施形態で、荷重変形体を、シートを支持するように設けたロードセルの弾性体（起歪体）とし、荷重検出手段を弾性体に設けられた歪ゲージとしてもよい。この場合であっても、乗員重量荷重範囲を外れた衝突荷重による湾曲部１８ａ，１９ａの異常変形がより確実に検出される。
【００７８】
・  上記各実施形態で、抵抗体歪ゲージは、線歪ゲージ、圧膜抵抗体歪ゲージ、箔歪ゲージ、半導体歪ゲージ等のいずれであってもよい。
・  荷重センサ２０に加わった荷重に応じて出力する電圧信号ＶA に基づき、乗員重量荷重範囲の荷重が加わるときには荷重検出信号ＶD を出力せず、衝突荷重が加わったときに異常荷重検出信号ＶF のみを出力する異常荷重検知装置を構成する。このような構成によっても、車両の衝突等によって各ブラケット１８，１９の湾曲部１８ａ，１９ａに異常な荷重が加わったことをより確実に検知することができる。
【００７９】
以下、前述した各実施形態から把握される技術的思想をその効果とともに記載する。
（１）  乗員の重量に基づく荷重が加えられるとともに加えられた荷重の大きさに応じた歪変形量で弾性変形する荷重変形体の歪変形量を検出し、この歪変形量から前記荷重に対応する荷重検出信号を生成して出力する荷重センサと、前記荷重検出信号に基づき、前記荷重に対して予め設定されている乗員重量荷重検出範囲を外れた荷重領域に設定されている異常荷重が前記荷重変形体に加わったときに異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出手段を備えていることを特徴とする異常荷重検知装置。このような構成によれば、車両の衝突等によって荷重検出部に異常な荷重が加わったことをより確実に検知することができる。
【００８０】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、車両の衝突等によって荷重検出部に異常な荷重が加わったことをより確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態の乗員重量検出装置を示す概略構成図。
【図２】  シート及びスライド機構を示す概略側面図。
【図３】  （ａ）は前側ブラケットの正面図、（ｂ）は後側ブラケットの正面図。
【図４】  出力回路の概略回路図。
【図５】  乗員重量計測装置の出力信号−荷重の模式特性を示すグラフ。
【図６】  第２実施形態における出力回路の概略回路図。
【図７】  乗員重量計測装置の出力信号−荷重の模式特性を示すグラフ。
【図８】  従来におけるシート重量計測装置の電気構成を示す回路図。
【符号の説明】
１０…シート、１８…荷重変形体及び支持部材としての前側ブラケット、１９…同じく後側ブラケット、２０…荷重検出手段を構成する荷重センサ、２１…異常荷重検出手段としての信号処理装置、２１ａ…出力端、２３…荷重検出手段を構成する増幅・調整回路、２４…同じく増幅回路、２５…クランプ回路、２６…異常荷重検出手段及び比較判定回路を構成する比較器、２７…同じく比較器、２８…異常荷重検出手段を構成する出力回路、４０…スイッチング素子としてのＰチャネルＦＥＴ、４１…同じくＮチャネルＦＥＴ、５１…異常荷重検出手段を構成する出力回路、５２…スイッチング素子としてのＰチャネルＦＥＴ、Ｖ１…第２荷重検出信号としての上限電圧，Ｖ２…同じく下限電圧、Ｖ３…同じく上限電圧、ＶD …第１荷重検出信号としての荷重検出信号、ＶE １…判定信号を構成する電圧信号、ＶE ２…同じく電圧信号、ＶF …異常荷重検出信号及び第３荷重検出信号としての接地電位び電源電位、Ｖα…基準信号としての基準電圧、Ｖβ…同じく基準電圧。
【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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