(57)【要約】【課題】電源系統の異常時であっても乗員の着座状態、着座した乗員の重量等を適切に検知する乗員検知装置を提供することを目的とする。【解決手段】乗員座席の着座部に着座する乗員を検知する乗員検知装置であって、前記乗員座席の着座部に設けられ、前記着座部に着座する乗員の重量によって押圧される、流体が充填された嚢体と、前記流体に加えられた圧力に基づいて作動する電動ファンと、前記電動ファンの作動状態を検出し、検出された前記電動ファンの作動状態に基づいて前記乗員の重量を判別する乗員重量判別手段とを有する。【選択図】図１
2009192243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員座席の着座部に着座する乗員を検知する乗員検知装置であって、
前記乗員座席の着座部に設けられ、前記着座部に着座する乗員の重量によって押圧される、流体が充填された嚢体と、
前記流体に加えられた圧力に基づいて作動する電動ファンと、
前記電動ファンの作動状態を検出し、検出された前記電動ファンの作動状態に応じて前記乗員の重量を判別する乗員重量判別手段と、
を有することを特徴とする乗員検知装置。
【請求項２】
前記電動ファンは、作動に要する圧力の異なる複数の電動ファンにより構成され、
前記乗員重量判別手段は、前記複数の電動ファンの内の作動した電動ファンの種類に基づいて、前記乗員の重量を判別することを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項３】
前記乗員重量判別手段は、前記電動ファンが作動時のモータ回転周波数を検出し、検出された前記モータ回転周波数に応じて、前記乗員の重量を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両の着座部（座席）における乗員の着座状態、着座した乗員の重量等を検知する乗員検知装置が知られている。
【０００３】
このような乗員検知装置としては各種技術が開示されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、クッションパッドの下方に、着座によって押圧されるシリコーン等の流体が充填された嚢体が設けられ、圧力センサによって、嚢体内に充填された流体の圧力を検出し、乗員の重量を検知する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、空気が充填された圧力検知用バッグ内の空気圧測定を行うための圧力センサを備え、圧力センサの出力を処理して、予め求められている圧力と重量の相関関係に基づいて着座した人の体重を判定する技術が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、袋体に気密封止された流体に荷重がかかることによる流体の圧力変化を検知する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２２０４２９号公報
【特許文献２】特開２００１−０２１４０９号公報
【特許文献３】特開２００２−２１９９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の乗員検知装置では、着座した乗員の有無及び重量の大小を、圧力センサの他に重量センサ、電界センサ及び電界ビーム等の各種センサを用いて判別している。
【０００８】
しかしながら、このような各種センサに基づく判別では、外的なノイズを受けるなど電源系統の異常時には正確な判別ができないという問題があった。また、このような問題を解消するシステムを構成しようとすると多額の費用がかかってしまう点が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みて、この問題を解消するために発明されたものであり、電源系統の異常時であっても乗員の着座状態、着座した乗員の重量等を適切に検知する乗員検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明における乗員検知装置は、乗員座席の着座部に着座する乗員を検知する乗員検知装置であって、前記乗員座席の着座部に設けられ、前記着座部に着座する乗員の重量によって押圧される、流体が充填された嚢体と、前記流体に加えられた圧力に基づいて作動する電動ファンと、前記電動ファンの作動状態を検出し、検出された前記電動ファンの作動状態に応じて前記乗員の重量を判別する乗員重量判別手段とを有するように構成することができる。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明における前記電動ファンは、作動に要する圧力の異なる複数の電動ファンにより構成され、前記乗員重量判別手段は、前記複数の電動ファンの内の作動した電動ファンの種類に基づいて、前記乗員の重量を判別するように構成することができる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明における前記乗員重量判別手段は、前記電動ファンが作動時のモータ回転周波数を検出し、検出された前記モータ回転周波数に応じて、前記乗員の重量を判別するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電源系統の異常時であっても乗員の着座状態、着座した乗員の重量等を適切に検知する乗員検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
［実施の形態］
（装置の概要）
図１は、本実施形態における乗員検知装置の概要を示す図である。このような乗員検知装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されている。
【００１６】
図１に示す乗員検知装置１は、嚢体２、パイプ３、電動ファン４、ＥＣＵ（乗員重量判別手段を有する）５等を有する構成である。以下、各構成要素について説明を行う。
【００１７】
嚢体２は、シートクッション１１とシートバック１２とを有する乗員座席１０の着座部１４の下部（シートバック１２の下部）に設けられた、ポリウレタン等のシートにより形成された袋体である。この嚢体２内には水又はシリコーン等の流体６が充填されている。
【００１８】
パイプ３は、嚢体２に充填された流体６が同パイプ３内へと移動可能になるように、嚢体２に設けられた複数（ここでは２個）の開口部２ａ、２ｂ間を接続すべく設けられた配管である。また、ここでは嚢体２の周辺を取り囲むように配設されている。なお、詳細な形状については後述する具体例１及び２において説明を行う。
【００１９】
このパイプ３が設けられることにより、以下のような作用が生ずる。その作用とは、着座部１４に着座した乗員の重量によって嚢体２が押圧されると、嚢体２に充填された流体６が圧力を受け、受けた圧力に応じてパイプ３内を流動する流体６の流体圧も変化することである（図２参照）。図２は、本実施形態におけるパイプの概要を説明するための図である。図２では、パイプ３を直線的な形状として簡略化して示している。なお、一の開口部２ａが他の開口部２ｂに比してその断面積が大きくなるように構成すること等により、パイプ３内において一の開口部２ａから他の開口部２ｂへ向かうように一定方向の流れを誘導することができる。
【００２０】
図１に戻り、電動ファン４は、パイプ３の中に設けられる、ファンを備えた電動モータである。パイプ３内を流動する流体６の流体圧が所定の圧力量以上になった場合にファンが作動（回転）し、発電信号及び回転信号を後述のＥＣＵ５に対して発信する。なお、ここでの所定の圧力量とは、電動ファン４の種類に応じて異なるものとする。また、詳細については後述する具体例１及び２において説明を行う。
【００２１】
ＥＣＵ５は、電動ファン４から発信された発電信号及び回転信号を受信して電動ファン４の作動状態を検出し、検出された電動ファン４の作動状態に応じて、乗員の重量を判別する乗員重量判別手段を有するマイクロコンピュータである。なお、判別された乗員の重量を基に、例えば前突事故においてエアバッグや、点火装置により展開する他の拘束装置を作動させるべきか否か、或いは、どの程度強く前記エアバッグを展開するかを決定する。
【００２２】
以上に示される構成により、本実施形態における乗員検知装置１では、乗員の着座状態、着座した乗員の重量等を検知して、検知した結果に応じてエアバッグ展開等の適切な制御を行う。
【００２３】
なお、本実施形態における乗員検知装置１によれば、電動ファン４の作動等に電源供給を必要としていないため、省電力化を図ることができるという利点がある。また、ＥＭＩ（ElectroMagnetic  Interference）、ＥＳＤ（ElectroStatic  Discharge）等の外的ノイズに強いという利点がある。つまり、電源系統の異常時であっても乗員の着座状態、着座した乗員の重量等を適切に検知することができる。
【００２４】
以上に説明してきた乗員検知装置１について具体例を挙げて後述する。
【００２５】
（乗員検知装置の具体例１）
図３は、本実施形態における乗員検知装置の具体例１を示す図である。図３では、乗員検知装置１のパイプ３及び電動ファン４に着目した図を示している。また、パイプ３の開口部２ａと開口部２ｂの間の形状については説明の便宜のために簡略化して直線的な形状としている。
【００２６】
パイプ３は、開口部２ａが開口部２ｂに比してその断面積が大きくなるように構成されている。これは、パイプ３内を流動する流体６に一定方向（ここでは開口部２ａから開口部２ｂへ向かう方向）の流れを誘導するためである。
【００２７】
電動ファン４は、各々ファンの大きさが異なる複数（ここでは３個）の電動ファン４ａ、４ｂ、４ｃにより構成されている。これは、各々の電動ファン４ａ、４ｂ、４ｃの作動に要する圧力（流体圧）が異なるようにするためである。
【００２８】
例えば電動ファン４ａ、４ｂ、４ｃの作動（回転）に要する圧力（流体圧）をそれぞれＰａ、Ｐｂ、Ｐｃとして、本例ではＰａ＞Ｐｂ＞Ｐｃの関係が成り立つものとする。この場合、パイプ３内を流動する流体６の流体圧が高いほど、作動する電動ファンの数が多くなる。これは、着座部１４に着座した乗員の重量が重いほど、作動する電動ファンの数が多くなることと同義である。
【００２９】
そのため、ＥＣＵ５に予め乗員の体格と電動ファン４の作動状態を対応付けた図４のような表を登録させておくことにより、この表を用いて複数の電動ファン４の内の作動した電動ファンの種類に基づいて、乗員の重量を判別することができる。図４は、乗員の重量を判別するために用いられる表の一例である。
【００３０】
図４では、電動ファン４ａ、４ｂ、４ｃの全てが作動した場合、つまり水圧がＰａ以上の場合、一般的な大人の男性と判別し、電動ファン４ａが作動せずに電動ファン４ｂ、４ｃが作動した場合、つまり水圧がＰｂ以上Ｐａ未満の場合、一般的な大人の女性と判別し、電動ファン４ｃのみが作動した場合、つまり水圧がＰｃ以上Ｐｂ未満の場合、つまり一般的な子供と判別するように、乗員の体格と電動ファン４の作動状態が対応付けられている（図４参照）。
【００３１】
そうすると、ＥＣＵ５は、この表を用いて複数の電動ファン４の内の作動した電動ファンの種類に基づいて、乗員の重量を判別することができる。
【００３２】
以上のように、具体例１に係る乗員検知装置１によれば、ファン回転のための駆動力に差がある複数個の電動ファン４を用意し、体格差による流体圧の差で作動する電動ファン４が異なるという特性を用いて、電動ファン４の作動状態に基づいて乗員を判別することができる。なお、用意する電動ファン４の個数、乗員の体格と電動ファン４の作動状態を対応付けた表（図４）等は、本具体例１の場合に限らないものとする。
【００３３】
（乗員検知装置の具体例２）
図５は、本実施形態における乗員検知装置の具体例２を示す図である。図５では、乗員検知装置１のパイプ３及び電動ファン４に着目した図を示している。また、パイプ３の開口部２ａと開口部２ｂの間の形状については説明の便宜のために簡略化して直線的な形状としている。
【００３４】
パイプ３は、前述の具体例１と同様に、開口部２ａが開口部２ｂに比してその断面積が大きくなるように構成されている。これは、パイプ３内を流動する流体６に一定方向（ここでは開口部２ａから開口部２ｂへ向かう方向）の流れを誘導するためである。
【００３５】
電動ファン４は、前述の具体例１と異なり、ここでは１個の電動ファン４により構成されている。この電動ファン４は、作動した際のモータの回転周波数（Hz）（或いは回転数（rpm））が着座部１４に着座した乗員の重量によって異なる。即ち、着座部１４に着座した乗員の重量に応じてパイプ３内を流動する流体６の流体圧が異なるため、作動する電動ファン４のモータの回転数も異なってしまうという特性がある。具体的には、着座部１４に着座した乗員の重量が重いほど、作動する電動ファン４のモータの回転周波数（Hz）が大きくなる。
【００３６】
図６は、電動ファンの回転周波数と乗員の重量の関係を示すグラフである。図６の縦軸には、着座した乗員の重量を、横軸には、電動ファン４が作動（回転）した場合に作動に伴い発信される発電信号の周波数を示している。図６に示されるように、着座した乗員の重量と電動ファン４のモータの回転周波数（若しくは電動ファン４により発信される発電信号の周波数）は比例することが分かる。
【００３７】
そうすると、ＥＣＵ５は、電動ファン４が作動時のモータの回転周波数を検出し、検出されたモータの回転周波数に応じて、乗員の重量を判別することができる。
【００３８】
図７は、具体例２に係る乗員検知装置の回路構成の一例を示す図である。図７に示すＥＣＵ５は、モータ回転周波数検出回路５１、乗員識別回路５２、エアバック駆動回路５３を有する構成である。このような構成により、以下に掲げる作用を奏する。その作用とは、まず、電動ファン４が作動した場合に作動に伴い発信される発電信号がモータ回転周波数検出回路５１に入力される。モータ回転周波数検出回路５１は、入力された発電信号を増幅させることにより電動ファン４のモータの回転周波数を検出する。つまり、増幅器の一種であるオペアンプである。続いて、モータ回転周波数検出回路５１において増幅された発電信号は、乗員識別回路５２に入力される。さらに、乗員識別回路５２は、入力された信号に基づき、乗員の重量を識別する。なお、乗員識別回路５２は、予め図６に示される乗員の重量と電動ファン４のモータの回転周波数との対応付けに従って、乗員の重量を前記入力された信号に基づいて識別すべく回路設計されているものとする。続いて、エアバッグ駆動回路５３は、乗員識別回路５２による識別結果に応じて、スクイブ７（非図示のインフレーターに設けられた点火装置）を点火する制御を行うことによりエアバッグを駆動する。
【００３９】
以上のように、具体例２に係る乗員検知装置１によれば、乗員の重量により作動する電動ファン４のモータの回転周波数が異なるという特性を用いて、電動ファン４の作動時のモータの回転周波数に基づいて乗員を判別することができる。なお、具体例１と同様に、複数の電動ファン４を設けるように構成することもできる。
【００４０】
以上、本実施形態における乗員検知装置１を用いれば、電源系統の異常時であっても乗員の着座状態、着座した乗員の重量等を適切に検知することができる。また、本実施形態における乗員検知装置１を用いた応用例として、ＥＣＵ５に日々の体重をデータ蓄積することにより健康管理を行うこと等も可能になる。
【００４１】
以上、実施の形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態にあげたその他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態における乗員検知装置の概要を示す図である。
【図２】本実施形態におけるパイプの概要を説明するための図である。
【図３】本実施形態における乗員検知装置の具体例１を示す図である。
【図４】乗員の重量を判別するために用いられる表の一例である。
【図５】本実施形態における乗員検知装置の具体例２を示す図である。
【図６】電動ファンの回転数と乗員の重量の関係を示すグラフである。
【図７】具体例２に係る乗員検知装置の回路構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１                         乗員検知装置
２                         嚢体
２ａ、２ｂ           開口部
３                         パイプ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ       電動ファン
５                         ＥＣＵ
６                         流体
１１                     シートクッション
１２                     シートバック
１４                     着座部
【図１】
2009192243.tif 000003
【図２】
2009192243.tif 000004
【図３】
2009192243.tif 000005
【図４】
2009192243.tif 000006
【図５】
2009192243.tif 000007
【図６】
2009192243.tif 000008
【図７】
2009192243.tif 000009