JP3919976B2

JP3919976B2 - Seat occupant determination device for vehicle seat

Info

Publication number: JP3919976B2
Application number: JP19775999A
Authority: JP
Inventors: 哲哉高藤; 知二鈴木; 弘二和藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: JP2001021426A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用シートの着座乗員判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両用エアバッグシステムに採用されるシートの着座状態判定装置においては、シートの着座乗員を判定するにあたり、当該シートの着座部内に圧力センサを埋設し、この圧力センサにより着座乗員の体重を検出するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記着座状態判定装置では、着座乗員がシートの着座部上にて様々な姿勢をとる場合、当該着座乗員の体重が分散して着座部上にかかる荷重そのものが変動する。例えば、着座乗員が、後方に倒れたシートの背もたれ部にもたれている場合には、当該着座乗員の体重は背もたれ部に分散し、また、着座乗員が足を伸ばしたり組んだりしている場合には、着座乗員の体重が車両の床側に分散する。このため、圧力センサにより着座乗員の体重を検出するのみでは、当該着座乗員が子供か大人かにつき正しく判定できないという不具合が生ずる。
【０００４】
そこで、本発明は、以上のようなことに鑑み、乗員のシートの着座部に対する着座面積は当該着座乗員の体重の分散による影響を受け難いことを活用して、シートの着座乗員の種類を精度よく判定するようにした車両用シートの着座乗員判定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明によれば、車両用シート（１０）の着座部（１０ａ）内にてその着座面（１１）に並行にかつ面状に分散して位置する複数のセンサ部（Ｓ）を備え、シートに対する乗員の着座状態に応じて着座面にかかる荷重を複数のセンサ部によりその位置に応じて検出するシートセンサ（２０）と、複数のセンサ部のうち着座面に対する荷重に応じて出力を発生するセンサ部の出力の和を算出する手段（１１０）と、複数のセンサ部のうち着座面に対する荷重に応じて出力を発生するセンサ部の個数を算出する手段（１３０）と、前記算出された出力の和と前記算出されたセンサ部の個数とに基づいて着座乗員の種類を判定する第１の判定手段（１７０）とを備える車両用シートの着座乗員判定装置が提供される。
【０００６】
このように、複数のセンサ部のうち着座面に対する荷重に応じて出力を発生するセンサ部の個数及びその出力の和に応じて着座乗員の種類を判定するので、この判定精度を向上できる。
【０００７】
また、請求項１に記載の発明によれば、第１の判定手段は、前記出力の和と前記センサ部の個数とを座標軸とする二次元座標上で右下がりに変化する線を判定基準とし、その線に対して、前記算出された出力の和と前記算出されたセンサ部の個数に応じて決まる前記二次元座標上の位置が前記二次元座標上の原点側にあるか否かで、着座乗員の種類を判定する。
【０００８】
このように、算出された出力の和と算出されたセンサ部の個数に応じて決まる二次元座標上の位置が、二次元座標上で右下がりに変化する線に対して二次元座標上の原点側にあるか否かで着座乗員の種類を判定しているから、乗員の種類の判定誤差を最小限に抑制できる。
【０００９】
ここで、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の車両用シートの着座乗員判定装置において、さらに、前記算出された出力の和と前記算出されたセンサ部の個数とによる二次元座標上の位置が、着座面上に物体があるときに特定される二次元座標上の領域に属するか否かで、着座面上に物体があるか乗員が着座しているかを判定する第２の判定手段（１５０）を備える。
【００１０】
これにより、乗員と物体をもさらに区別しつつ請求項１に記載の発明の作用効果を達成できる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の車両用シートの着座乗員判定装置において、第１の判定手段は、前記二次元座標上で右下がりに変化する線を前記原点を中心とする円弧として、着座乗員の種類の判定を行うようにしても、請求項１又は２に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の車両用シートの着座乗員判定装置において、第１の判定手段は、前記二次元座標上で右下がりに変化する線を所定の直線状線分として、着座乗員の種類の判定を行うようにしても、請求項１又は２に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る自動車用シートの着座乗員判定装置のブロック図である。当該自動車は、図２にて示すようなシート１０を車室内に備えており、このシート１０は、当該自動車の車室内床面Ｌ上に固定した着座部１０ａと、背もたれ部１０ｂとにより構成されている。
【００１５】
当該着座乗員判定装置は、図１にて示すごとく、シートセンサ２０と、このシートセンサ２０に接続したマイクロコンピュータ３０とを備えている。シートセンサ２０は、平板状のもので、このシートセンサ２０は、図２にて示すごとく、着座部１０ａ内にその着座面１１に並行に埋設されている。
【００１６】
シートセンサ２０は、図３（ｂ）にて示すごとく、電気絶縁性を有する弾性樹脂材料からなる上下両壁２１、２２を備えており、これら上下両壁２１、２２は剛性材料からなる隔壁２３を介して互いに平行に設けられている。隔壁２３は、上下両壁２１、２２間に狭隙（例えば、０．２ｍｍ）を与えるように当該上下両壁２１、２２により挟持されており、この隔壁２３は、上下両壁２１、２２間の狭隙をマトリクス状に区画して複数の狭隙部２３ａを形成している。
【００１７】
各狭隙部２３ａは、図３（ａ）にて示すごとく、円形の平面形状を有しており、これら各狭隙部２３ａの上下両内面には、各抵抗膜２３ｂ、２３ｃが、導電性抵抗材料により形成されている（図３（ｂ）参照）。
【００１８】
このように構成したシートセンサ２０においては、狭隙部２３ａ毎に、狭隙部２３ａ、その両抵抗膜２３ｂ、２３ｃ及び上下両壁２１、２２のうち当該狭隙部２３ａに対応する各壁部が、それぞれセンサ部Ｓを構成する。なお、図３では、便宜上、９個のセンサ部Ｓしか示されていないが、これら各センサ部Ｓは、さらに、多い数でマトリクス状に位置している。
【００１９】
しかして、乗員が着座部１０ａ上に着座したとき、センサ部Ｓ毎に、上壁２１が狭隙部２３ａに対応する壁部にて下方に撓んで抵抗膜２３ｂが対応の抵抗膜２３ｃに接触したとき、この接触圧力の大きさに逆比例して抵抗値を変化させる。ここで、各センサ部Ｓは互いに並列接続されており、当該各センサ部Ｓは、それぞれ、その抵抗値に応じた荷重ｍを表す出力を発生する。
【００２０】
マイクロコンピュータ３０は、図４にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行し、この実行中において、乗員の種類の判定処理をする。
【００２１】
このように構成した本実施形態において、マイクロコンピュータ３０が図４のフローチャートに従いコンピュータプログラムの実行を開始すれば、ステップ１００においてシートセンサ２０の出力が入力される。例えば、当該車両の乗員がシート１０に着座しておれば、当該乗員の体重が荷重としてシートセンサ２０にかかる。この場合、当該乗員のお尻がシート１０の着座部１０ａとの着座面積を決定する。
【００２２】
従って、シートセンサ２０においては、全センサ部Ｓのうち上記着座面積に対応する各センサ部Ｓが乗員の荷重に応じた抵抗値に対応する荷重を表す出力を発生する。このため、この出力がマイクロコンピュータ３０に入力される。
【００２３】
ついで、ステップ１１０において、乗員の全荷重Ｍが次のようにして算出される。即ち、各センサ部Ｓのうち上記着座面積に対応する各センサ部Ｓの出力に基づきその各荷重ｍの和が乗員の全荷重Ｍとして算出される。
【００２４】
その後、ステップ１２０において、各荷重ｍがそれぞれしきい値ｍｔｈと比較判定される。ここで、しきい値ｍｔｈよりも大きい荷重ｍについての各センサ部Ｓの出力との関係において順次ＹＥＳと判定される。ついで、ステップ１３０において、ステップ１２０においてＹＥＳと判定された荷重ｍに係るセンサ部Ｓの個数（以下、センサ部個数Ａという）が上記着座面積として算出される。
【００２５】
以上のようにして全荷重Ｍ及びセンサ部個数Ａが算出されると、ステップ１４０において、乗員の種類を判定する指標ＯＳが次の数１の式に基づき算出される。
【００２６】
【数１】
ＯＳ＝｛（Ｍ／Ｃ１）²＋（Ａ／Ｃ２）²｝^1/2
この数１の式において、各符号Ｃ１、Ｃ２は定数を表す。
【００２７】
ここで、数１の式を導入した根拠について説明する。上記乗員が大人の場合、この大人がシート１０に通常の姿勢でもって着座しているときには、大人の体重は、図５にて白丸ａの位置にて集中的に着座部１０ａ上に全荷重としてかかる。また、このような状態から大人がシート１０の背もたれ部１０ｂを倒してもたれる場合には、センサ部個数Ａに変化はないが、着座部１０ａに対する全荷重Ｍが図５にて矢印ｂにて示すように減少する。一方、上記通常の状態から大人が足を組んだり膝を立てたりすると、センサ部個数Ａが図５にて矢印ｃに示すごとく減少する。従って、シート１０に着座した大人がその着座状態から様々な姿勢をとった場合、図５にて示す閉曲線ｄで囲われる領域（以下、変化領域Ｒａという）内において全荷重Ｍ及びセンサ部個数Ａが変動する。
【００２８】
また、上記乗員が小人である場合、小人の体重は大人の体重よりも軽いし、小人の着座部１０ａに対する着座面積は大人の着座部１０ａに対する着座面積よりも小さい。従って、小人がシート１０に通常の姿勢でもって着座しているときには、小人の体重は、図６にて白丸ｅの位置にて集中的に着座部１０ａ上に全荷重としてかかる。また、このような状態から小人がシート１０の背もたれ部１０ｂを倒してもたれる場合には、センサ部個数Ａに変化はないが、着座部１０ａに対する全荷重Ｍが図６にて矢印ｆにて示すように減少する。一方、上記通常の状態から小人が足を組んだり膝を立てたりすると、センサ部個数Ａが図６にて矢印ｇに示すごとく減少する。
【００２９】
従って、シート１０に着座した小人がその着座状態から様々な姿勢をとった場合、図６にて示す閉曲線ｈで囲われる領域（以下、変化領域Ｒｂという）内において全荷重Ｍ及びセンサ部個数Ａが変動する。また、小人は、上述のごとく、大人よりも軽く着座面積も小さいため、変化領域Ｒｂは変化領域Ｒａよりも図６にて示す方向にずれて位置する。
【００３０】
これら両変化領域Ｒａ、Ｒｂを利用して乗員が大人か小人かにつき判定する基準として、図６にて示すごとく互いに直交する両直線Ｘ１、Ｙ１のいずれかを採用した場合、判定誤差ΔＥが図６にて示すごとく発生するおそれがある。なお、両直線Ｘ１、Ｙ１は、原点Ｏを基準とする直交座標軸Ｘ、Ｙにそれぞれ平行となっている。
【００３１】
上記判定誤差に対しては、図７にて示すごとく上記判定基準として、両変化領域Ｒａ、Ｒｂの境界を斜めに通る円弧ｉを採用すれば、当該判定誤差ΔＥは最小限に抑制することができる。そこで、この点に着目して、原点Ｏを中心とし円弧ｉを円周の一部とする円の方程式を上記数１の式として採用することとした。これに伴い、数１の式において、定数Ｃ１、Ｃ２は、円弧ｉを特定するように決定する。
【００３２】
次に、ステップ１５０において、乗員が着座部１０ａに着座しているか或いは物体が着座部１０ａ上に置かれているかが判定される。
【００３３】
この判定にあたり用いられる判定基準は次のようにして定められている。乗員の全荷重Ｍとセンサ部個数Ａとの関係を調べたところ、図８にて符号ｊで示すようにほぼ直線的な帯状に分布する特性が得られた。また、この特性ｊの中身を分析すると、上記変化領域Ｒａ或いはＲｂに含まれる全荷重Ｍ、センサ部個数Ａで特定されることが分かった。
【００３４】
また、着座部１０ａ上に物体（例えば、チャイルドシート）を置いた場合、この物体の全荷重Ｍとセンサ部個数Ａとの関係は、上記特性ｊを挟む両斜線領域Ｐ、Ｑ（図９参照）により特定されることが分かった。ここで、両斜線領域Ｐ、Ｑの各対向直線Ｐ１、Ｑ１が特性ｊに対する境界を特定する。
【００３５】
そこで、次の両数２、数３の式で特定される各直線（上記対向直線Ｐ１、Ｑ１）間にセンサ部個数Ａ及び全荷重が属するか否かをステップ１５０における判定基準として採用することとした。
【００３６】
【数２】
Ａ＝αＭ＋β
【００３７】
【数３】
Ａ＝γＭ＋δ
但し、数２、数３の各式において、α、βは、上記対向直線Ｐ１を満足するように決定される。また、γ、δは、上記対向直線Ｑ１を満足するように決定される。
【００３８】
しかして、数２及び数３の両式で特定される両直線Ｐ１、Ｑ１の間の領域にセンサ部個数Ａ及び全荷重Ｍが属しない場合には、ステップ１５０における判定がＮＯとなる。これに伴い、ステップ１６０にて、着座部１０ａ上には物体が置かれていると判定される。
【００３９】
一方、ステップ１５０における判定がＹＥＳとなる場合には、乗員が着座部１０ａ上に着座していることから、ステップ１７０において着座乗員が大人か小人かにつき判定される。現段階にて、指標ＯＳが基準指標ＯＳｏと比較判定される。ここで、基準指標ＯＳｏは上記円弧ｉ（図７参照）を特定する数１の式により与えられた指標ＯＳでもって設定されている。
【００４０】
しかして、ステップ１４０での指標ＯＳが基準指標ＯＳｏよりも大きければステップ１７０にてＹＥＳと判定される。これに伴い、ステップ１８０において、着座乗員は大人と判定される。一方、指標ＯＳが基準指標ＯＳｏ以下であれば、ステップ１７０における判定がＮＯとなる。これに伴い、ステップ１９０において着座乗員は小人と判定される。
【００４１】
このようにステップ１７０における判定にあたり、判定基準として採用した基準指標ＯＳｏは、上述のごとく、円弧ｉを特定する数１の式により与えられた指標ＯＳであるから、着座乗員が大人か小人かの判定誤差ΔＥ（図７参照）は、直線Ｘ１或いはＹ１を判定基準を用いた場合の判定誤差ΔＥ（図６参照）に比べて非常に小さくなる。その結果、着座乗員が大人か小人かの判定精度が著しく向上する。
【００４２】
よって、ステップ１７０におけるＹＥＳとの判定結果を用いて、例えば、当該自動車に搭載のエアバッグシステムにおけるエアバッグの動作を禁止するようにすれば、この禁止精度を著しく向上できる。従って、着座乗員が大人であるとの誤判定に伴うエアバッグの誤動作を確実に防止でき、小人をエアバッグによる加害性から確実に保護し得る。また、また、ステップ１５０におけるＮＯとの判定結果を用いれば、シート１０の着座部１０ａに乗員が着座していない場合にエアバッグの展開を禁止することができ得る。
【００４３】
ちなみに、シートセンサ１０が６×８（＝４８）個のセンサ部Ｓを有する場合において、体重約２７ｋｇの平均的な６才の子供を小人として例にとり、また、体重約５０ｋｇの小柄な女性を大人として例にとって、上記６才の子供或いは小柄な女性がシート１０に着座した場合について調べてみた。
【００４４】
上記６才の子供が通常の姿勢でシート１０に着座したときには、シートセンサ２０の各センサ部Ｓの出力荷重は、図１０（ａ）にて示すような分布となった。また、上記小柄な女性が通常の姿勢でシート１０に着座したときには、シートセンサ２０の各センサ部Ｓの出力荷重は、図１０（ｂ）にて示すような分布となり、当該女性が、その通常の姿勢から、倒した背もたれ部１０ｂにもたれた状態になると、シートセンサ２０の各センサ部Ｓの出力荷重は、図１０（ｃ）にて示すような分布となった。但し、ステップ１２０でのしきい値ｍｔｈを１０ｇ／ｃｍ²とした。
【００４５】
以上の分布によれば、図１０（ａ）の場合、１０ｇ／ｃｍ²以上の荷重のセンサ部Ｓの個数は１５個であり、その荷重の総和は４３０ｇであった。また、図１０（ｂ）の場合、１０ｇ／ｃｍ²以上の荷重のセンサ部Ｓの個数は２４個であり、その荷重の総和は６２０ｇであり、図１０（ｂ）の場合には、１０ｇ／ｃｍ²以上の荷重のセンサ部Ｓの個数は２２個であり、その荷重の総和は４２０ｇであった。
【００４６】
また、図１０において、領域Ｗ１は、センサ部Ｓの荷重が４０乃至５０ｇ／ｃｍ²の範囲にあり、領域Ｗ２は、センサ部Ｓの荷重が３０乃至４０ｇ／ｃｍ²の範囲にあり、領域Ｗ３は、センサ部Ｓの荷重が２０乃至３０ｇ／ｃｍ²の範囲にあり、領域Ｗ４は、センサ部Ｓの荷重が１０乃至２０ｇ／ｃｍ²の範囲にあり、また、領域Ｗ５は、センサ部Ｓの荷重が０乃至１０ｇ／ｃｍ²の範囲にある。
【００４７】
しかして、図１０（ａ）及び（ｂ）から、共に、同じ姿勢であれば、体重に対応した荷重の総和が得られ、従来からの手法によって乗員の種類の判定が可能であるが、図１０（ｃ）では、全体的に荷重が低くなっているため、図１０（ａ）の場合の荷重の総和とほぼ等しい。但し、しきい値ｍｔｈを１０ｇ／ｃｍ²としてセンサ部個数Ａを計算することにより、乗員の体格に応じた違いが表れてくる。そこで、上述と同様にして指標ＯＳを図１０（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の場合について求めると、６才の子供の場合にはＯＳ＝０．２８となり、小柄の女性の場合には、通常の姿勢のときＯＳ＝０．３７となり、背もたれ部１０ｂにもたれているときにはＯＳ＝０．４３となる。従って、これら指標を用いれば、小人と大人の識別判定が精度よくなされ得ることが分かる。
【００４８】
図１１は、上記実施形態の変形例を示している。この変形例においては、上記実施形態にて述べた数１の式に代えて、次の数４の式が採用されている。
【００４９】
【数４】
Ａ＝εＭ＋ζ
この数４の式の導出根拠について説明する。図１１において、図７にて示す円弧ｉに代えて、両領域Ｒａ、Ｒｂの境界を斜めに通る線分ｋを採用しても、判定誤差Ｅを、図１１にて示すごとく、最小限に抑制することができる。
【００５０】
そこで、この点に着目して、線分ｋに一致する直線式を上記数４の式として採用した。これに伴い、数４の式において、勾配ε及び切片ζは、直線ｋを特定するように決定する。これにより、判定誤差ΔＥは、図１１にて斜線で示す円弧領域に抑制される。
【００５１】
また、上記実施形態にて述べたフローチャートのステップ１７０においては、基準指標ＯＳｏとして、直線ｋを特定する直線式の切片が採用されている。また、ステップ１４０では、ステップ１１０及び１３０で求めた全加重Ｍ及びセンサ部個数Ａに基づき数４の式から切片ζが指標ＯＳとして算出される。
【００５２】
そして、ステップ１７０では、ＯＳｏ＝直線ｋで与えられる切片ζを判定基準として、ステップ１３０でのＯＳ＝ζに基づき乗員の種類が上記実施形態と同様に判定される。これによっても、上記実施形態にて述べたと同様の作用効果を達成できる。
【００５３】
なお、本発明の実施にあたり、両変化領域Ｒａ、Ｒｂを区別する判定基準は、図７の円弧ｉや図１１の線分ｋによるものに限ることなく、図７或いは図１１にて図示左上方から右下方に向けて右下がりに変化することで両変化領域Ｒａ、Ｒｂをその境界にて仕切る線によるものであればよい。従って、図７或いは図１１において変化領域Ｒｂの変化領域Ｒａからのずれ方向に対する法線に並行な線であって両変化領域Ｒａ、Ｒｂの境界を仕切る線を利用して、基準点（図７或いは図１１での原点０）からの距離を基準指標として用いればよい。
【００５４】
また、本発明の実施にあたり、自動車に限ることなく、一般に車両用シートに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】シートに対する乗員の着座状態及びシートセンサの埋設図状態を示す模式的側面図である。
【図３】（ａ）は図１のシートセンサの模式的平面図であり、（ｂ）は当該シートセンサの部分拡大断面図である。
【図４】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【図５】シートに通常の姿勢で着座している大人の姿勢の変化に応じたセンサ部個数Ａと全荷重Ｍとの関係を示す図である。
【図６】シートに通常の姿勢で着座している小人の姿勢の変化に応じたセンサ部個数Ａと全荷重Ｍとの関係を、図５の大人の場合と共に示す図である。
【図７】図６のセンサ部個数Ａと全荷重Ｍとの関係において指標ＯＳを算出するための説明図である。
【図８】乗員がシートに着座した場合のセンサ部個数Ａと全荷重Ｍとの関係を示すグラフである。
【図９】シートの着座部に物体をおいた場合のセンサ部個数Ａと全荷重Ｍとの関係を図８のグラフと共に示す説明図である。
【図１０】（ａ）は６才の子供がシートに通常の姿勢で着座している場合の各センサ部Ｓの出力荷重の分布図であり、（ｂ）は小柄な女性がシートに通常の姿勢で着座している場合の各センサ部Ｓの出力荷重の分布図であり、（ｃ）は小柄な女性が図１０（ｂ）の姿勢の状態から、倒した背もたれ部にもたれている場合の各センサ部Ｓの出力荷重の分布図である。
【図１１】上記実施形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０…シート、１０ａ…着座部、１０ｂ…背もたれ部、
２０…シートセンサ、３０…マイクロコンピュータ、Ｓ…センサ部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seat occupant determination device for a vehicle seat.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a seat seating state determination apparatus employed in a vehicle airbag system, when determining a seated occupant, a pressure sensor is embedded in the seating portion of the seat, and this pressure sensor I try to detect my weight.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described seating state determination device, when the seated occupant takes various postures on the seating portion of the seat, the weight of the seated occupant is dispersed and the load itself applied to the seating portion varies. For example, if a seated occupant is leaning against the backrest of a seat that has fallen backward, the weight of the seated occupant is distributed over the backrest, and the seated occupant is stretching or assembling legs The weight of the seated occupant is distributed on the floor side of the vehicle. For this reason, there is a problem in that it is impossible to correctly determine whether the seated occupant is a child or an adult only by detecting the weight of the seated occupant with the pressure sensor.
[0004]
Therefore, in view of the above, the present invention takes advantage of the fact that the seating area of the seat of the occupant on the seat is less affected by the weight distribution of the seated occupant, so It is an object of the present invention to provide a seat occupant determination device for a vehicle seat that is well determined.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In solving the above-described problem, according to the invention described in claim 1, the seating portion (10a) of the vehicle seat (10) is disposed in parallel and in a plane on the seating surface (11). A plurality of sensor units (S), a seat sensor (20) for detecting a load applied to the seating surface according to the seating state of the occupant with respect to the seat, according to the position of the plurality of sensor units, and a plurality of sensor units Means (110) for calculating the sum of the outputs of the sensor units that generate an output according to the load on the seating surface, and the number of sensor units that generate an output according to the load on the seating surface among the plurality of sensor units. A vehicle seat occupant comprising means (130) and first determination means ( 170) for determining the type of the seat occupant based on the calculated sum of outputs and the calculated number of sensor units Judgment device Provided.
[0006]
As described above, since the type of the seated occupant is determined according to the number of sensor units that generate output according to the load on the seating surface and the sum of the outputs among the plurality of sensor units, this determination accuracy can be improved.
[0007]
Further, according to the invention described in claim 1, the first determining means, a line that varies in a downward-sloping and the number of the sensor unit and the sum of the output on the two-dimensional coordinate whose coordinate axes and criteria in respect to the line, whether the position on the two-dimensional coordinates determined according to the number of the calculated sensor section and the sum of the calculated output is the origin side on the two-dimensional coordinates, Determine the type of seated occupant .
[0008]
In this way, the position on the two-dimensional coordinate determined according to the calculated output sum and the calculated number of sensor units is the origin on the two-dimensional coordinate with respect to the line that changes to the right on the two-dimensional coordinate. Since the type of the seated occupant is determined based on whether the vehicle is on the side, the determination error of the occupant type can be minimized.
[0009]
Here, according to the invention described in claim 2, in the seat occupant determination device for a vehicle seat according to claim 1, further, depending on the sum of the calculated outputs and the calculated number of sensor units. Whether the object is on the seating surface or the occupant is seated based on whether the position on the two-dimensional coordinate belongs to the region on the two-dimensional coordinate specified when the object is on the seating surface Second determination means (150) is provided.
[0010]
Thereby, the effect of the invention according to claim 1 can be achieved while further distinguishing the passenger and the object.
[0011]
Further, according to the invention of claim 3, in seated occupant judging apparatus for a vehicle seat according to claim 1 or 2, the first determination unit is changed to the downward-sloping in the previous SL on the two-dimensional coordinate Even if the type of the seated occupant is determined using the line as an arc centered on the origin, the same effect as that of the invention according to claim 1 or 2 can be achieved.
[0012]
Further, according to the invention of claim 4, in the seated occupant determining apparatus for a vehicle seat according to claim 1 or 2, the first determination unit is changed to the downward-sloping in the previous SL on the two-dimensional coordinate Even if the line is defined as a predetermined straight line segment and the type of the seated occupant is determined, the same effect as that of the invention according to claim 1 or 2 can be achieved.
[0013]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a seat occupant determination device for an automobile seat according to the present invention. The vehicle includes a seat 10 as shown in FIG. 2, and the seat 10 includes a seating portion 10 a fixed on a vehicle interior floor L of the vehicle and a backrest portion 10 b. ing.
[0015]
As shown in FIG. 1, the seat occupant determination device includes a seat sensor 20 and a microcomputer 30 connected to the seat sensor 20. The seat sensor 20 is a flat plate, and the seat sensor 20 is embedded in the seating portion 10a in parallel with the seating surface 11 as shown in FIG.
[0016]
As shown in FIG. 3B, the sheet sensor 20 includes upper and lower walls 21 and 22 made of an elastic resin material having electrical insulation, and the upper and lower walls 21 and 22 are partition walls 23 made of a rigid material. Are provided in parallel with each other. The partition wall 23 is sandwiched between the upper and lower walls 21 and 22 so as to provide a narrow gap (for example, 0.2 mm) between the upper and lower walls 21 and 22. A plurality of narrow gap portions 23a are formed by partitioning the narrow gaps in a matrix.
[0017]
As shown in FIG. 3A, each narrow gap portion 23a has a circular planar shape, and on each of the upper and lower inner surfaces of each narrow gap portion 23a, resistance films 23b and 23c are electrically conductive. It is made of a resistance material (see FIG. 3B).
[0018]
In the sheet sensor 20 configured as described above, each wall portion corresponding to the narrow gap portion 23a among the narrow gap portion 23a, both the resistance films 23b and 23c, and the upper and lower walls 21 and 22 is provided for each narrow gap portion 23a. However, each constitutes a sensor unit S. In FIG. 3, only nine sensor units S are shown for convenience, but each of these sensor units S is further located in a matrix.
[0019]
Thus, when the occupant sits on the seating portion 10a, for each sensor portion S, the upper wall 21 bends downward at the wall portion corresponding to the narrow gap portion 23a, and the resistance film 23b contacts the corresponding resistance film 23c. Then, the resistance value is changed in inverse proportion to the magnitude of the contact pressure. Here, each sensor part S is mutually connected in parallel, and each said sensor part S generates the output showing the load m according to the resistance value, respectively.
[0020]
The microcomputer 30 executes the computer program according to the flowchart shown in FIG. 4, and performs a passenger type determination process during the execution.
[0021]
In the present embodiment configured as described above, when the microcomputer 30 starts executing the computer program according to the flowchart of FIG. 4, the output of the sheet sensor 20 is input in step 100. For example, if an occupant of the vehicle is seated on the seat 10, the weight of the occupant is applied to the seat sensor 20 as a load. In this case, the seating area of the occupant's buttocks with the seating portion 10a of the seat 10 is determined.
[0022]
Therefore, in the seat sensor 20, each sensor part S corresponding to the seating area among all the sensor parts S generates an output representing a load corresponding to a resistance value corresponding to the load of the occupant. For this reason, this output is input to the microcomputer 30.
[0023]
Next, at step 110, the total passenger load M is calculated as follows. That is, the sum of the respective loads m is calculated as the total load M of the occupant based on the output of each of the sensor sections S corresponding to the seating area.
[0024]
Thereafter, in step 120, each load m is compared with the threshold value mth. Here, YES is sequentially determined in relation to the output of each sensor unit S for a load m greater than the threshold value mth. Next, in step 130, the number of sensor portions S related to the load m determined as YES in step 120 (hereinafter referred to as sensor portion number A) is calculated as the seating area.
[0025]
When the total load M and the number of sensor parts A are calculated as described above, an index OS for determining the type of occupant is calculated based on the following equation 1 in step 140.
[0026]
[Expression 1]
OS = {(M / C1) ² + (A / C2) ² } ^1/2
In the equation (1), the symbols C1 and C2 represent constants.
[0027]
Here, the grounds for introducing Equation 1 will be described. When the occupant is an adult, when the adult is seated on the seat 10 with a normal posture, the weight of the adult is concentrated on the seating portion 10a at the position of the white circle a in FIG. Take it. Further, when an adult leans against the backrest portion 10b of the seat 10 from such a state, the number A of the sensor portions does not change, but the total load M with respect to the seating portion 10a is indicated by an arrow b in FIG. To decrease. On the other hand, when an adult crosses his legs or raises his knees from the normal state, the number A of sensor portions decreases as shown by an arrow c in FIG. Therefore, when the adult seated on the seat 10 takes various postures from the seated state, the total load M and the number A of the sensor parts A are within a region surrounded by the closed curve d shown in FIG. 5 (hereinafter referred to as a change region Ra). Fluctuates.
[0028]
Further, when the occupant is a dwarf, the weight of the dwarf is lighter than the weight of the adult, and the seating area of the dwarf on the seating portion 10a is smaller than the seating area of the adult seating portion 10a. Therefore, when the dwarf is seated on the seat 10 with a normal posture, the weight of the dwarf is concentrated as a full load on the seating portion 10a at the position of the white circle e in FIG. In addition, when the dwarf leans backrest portion 10b of seat 10 from such a state, there is no change in the number A of sensor portions, but the total load M with respect to seating portion 10a is indicated by arrow f in FIG. Decrease as shown. On the other hand, when the dwarf crosses his legs or raises his knees from the normal state, the number A of sensor parts decreases as shown by an arrow g in FIG.
[0029]
Therefore, when the dwarf sitting on the seat 10 takes various postures from the seated state, the total load M and the number of sensor parts are within the area surrounded by the closed curve h shown in FIG. 6 (hereinafter referred to as the change area Rb). A varies. Further, as described above, since the dwarf is lighter and has a smaller seating area than the adult, the change region Rb is shifted from the change region Ra in the direction shown in FIG.
[0030]
When one of the two straight lines X1 and Y1 orthogonal to each other as shown in FIG. 6 is adopted as a reference for determining whether an occupant is an adult or a dwarf using both the change regions Ra and Rb, the determination error ΔE is There is a risk of occurrence as shown in FIG. Both straight lines X1 and Y1 are parallel to the orthogonal coordinate axes X and Y with respect to the origin O, respectively.
[0031]
With respect to the determination error, as shown in FIG. 7, if the arc i that passes through the boundary between the two change regions Ra and Rb is adopted as the determination criterion, the determination error ΔE can be minimized. it can. Therefore, paying attention to this point, the equation of a circle having the origin O as the center and the arc i as a part of the circumference is adopted as the equation (1). Accordingly, the constants C1 and C2 are determined so as to specify the arc i in the equation (1).
[0032]
Next, in step 150, it is determined whether an occupant is seated on the seat 10a or an object is placed on the seat 10a.
[0033]
The determination criteria used for this determination are determined as follows. When the relationship between the occupant's total load M and the number A of sensor portions was examined, a characteristic distributed in a substantially linear strip shape was obtained as indicated by a symbol j in FIG. Further, when the contents of the characteristic j are analyzed, it is found that the characteristics are specified by the total load M and the number A of sensor parts included in the change region Ra or Rb.
[0034]
Further, when an object (for example, a child seat) is placed on the seating portion 10a, the relationship between the total load M of this object and the number of sensor portions A is indicated by both hatched areas P and Q sandwiching the characteristic j (see FIG. 9). It was found that Here, the opposing straight lines P1 and Q1 of the two hatched areas P and Q specify the boundary with respect to the characteristic j.
[0035]
Therefore, whether or not the number A of sensor portions and the total load belong between the straight lines specified by the following equations 2 and 3 (the opposed straight lines P1 and Q1) is adopted as a determination criterion in step 150. It was.
[0036]
[Expression 2]
A = αM + β
[0037]
[Equation 3]
A = γM + δ
However, in each of the formulas 2 and 3, α and β are determined so as to satisfy the opposed straight line P1. Γ and δ are determined so as to satisfy the opposed straight line Q1.
[0038]
Therefore, when the sensor part number A and the total load M do not belong to the area between the two straight lines P1 and Q1 specified by both equations (2) and (3), the determination in step 150 is NO. Accordingly, in step 160, it is determined that an object is placed on the seating portion 10a.
[0039]
On the other hand, if the determination in step 150 is YES, since the occupant is seated on the seating portion 10a, it is determined in step 170 whether the seated occupant is an adult or a dwarf. At this stage, the index OS is compared with the reference index OSo. Here, the reference index OSo is set by the index OS given by the equation 1 that specifies the arc i (see FIG. 7).
[0040]
Therefore, if the index OS in step 140 is larger than the reference index OSo, YES is determined in step 170. Accordingly, in step 180, the seated occupant is determined to be an adult. On the other hand, if the index OS is less than or equal to the reference index OSo, the determination in step 170 is NO. Accordingly, in step 190, the seated occupant is determined to be a dwarf.
[0041]
As described above, the reference index OSo employed as the determination criterion in the determination in step 170 is the index OS given by the equation 1 that specifies the arc i, and thus whether the seated occupant is an adult or a dwarf. The determination error ΔE (see FIG. 7) is much smaller than the determination error ΔE (see FIG. 6) when the straight line X1 or Y1 is used as the determination criterion. As a result, the accuracy of determining whether the seated occupant is an adult or a dwarf is significantly improved.
[0042]
Therefore, for example, if the operation of the airbag in the airbag system mounted on the automobile is prohibited by using the determination result of YES in step 170, the prohibition accuracy can be significantly improved. Therefore, it is possible to reliably prevent the malfunction of the airbag due to the erroneous determination that the seated occupant is an adult, and to protect the dwarf from the harmfulness caused by the airbag. Further, if the determination result of NO in step 150 is used, the deployment of the airbag can be prohibited when no occupant is seated on the seating portion 10a of the seat 10.
[0043]
By the way, in the case where the sheet sensor 10 has 6 × 8 (= 48) sensor units S, an average six-year-old child weighing about 27 kg is taken as an example of a dwarf, and a small woman weighing about 50 kg. As an example, a case where the above-mentioned 6-year-old child or a small woman sits on the seat 10 was examined.
[0044]
When the 6-year-old child sits on the seat 10 in a normal posture, the output load of each sensor portion S of the seat sensor 20 has a distribution as shown in FIG. When the small woman sits on the seat 10 in a normal posture, the output load of each sensor portion S of the seat sensor 20 has a distribution as shown in FIG. From the posture, the output load of each sensor portion S of the seat sensor 20 has a distribution as shown in FIG. 10C when leaning on the tilted backrest portion 10b. However, the threshold value mth in step 120 was set to 10 g / cm ² .
[0045]
According to the above distribution, in the case of FIG. 10A, the number of sensor portions S having a load of 10 g / cm ² or more was 15, and the total load was 430 g. In the case of FIG. 10B, the number of sensor portions S having a load of 10 g / cm ² or more is 24, and the total of the loads is 620 g. In the case of FIG. The number of sensor portions S having a load of cm ² or more was 22, and the total load was 420 g.
[0046]
In FIG. 10, a region W1 has a load of 40 to 50 g / cm ^{2 in} the sensor portion S, a region W2 has a load of 30 to 40 g / cm ^{2 in} the region W3, and a region W3. The load of the sensor unit S is in the range of 20 to 30 g / cm ² , the region W4 is in the range of the load of the sensor unit S of 10 to 20 g / cm ² , and the region W5 is the range of the sensor unit S The load is in the range of 0 to 10 g / cm ² .
[0047]
10 (a) and 10 (b), the sum of the loads corresponding to the body weight can be obtained with the same posture, and the type of occupant can be determined by a conventional method. In 10 (c), since the load is low as a whole, it is almost equal to the total load in the case of FIG. 10 (a). However, when the threshold value mth is 10 g / cm ^{2 and the} number A of sensor parts is calculated, a difference according to the occupant's physique appears. Accordingly, when the index OS is obtained for the cases of FIGS. 10A, 10B, and 10C in the same manner as described above, OS = 0.28 for a 6-year-old child, and for a small woman. Is OS = 0.37 in the normal posture, and OS = 0.43 when leaning on the backrest 10b. Therefore, it can be seen that the use of these indices makes it possible to accurately determine and distinguish between a dwarf and an adult.
[0048]
FIG. 11 shows a modification of the above embodiment. In this modification, the following equation 4 is used instead of the equation 1 described in the above embodiment.
[0049]
[Expression 4]
A = εM + ζ
The basis for deriving the formula 4 will be described. In FIG. 11, instead of the arc i shown in FIG. 7, the determination error E can be minimized as shown in FIG. Can be suppressed.
[0050]
Therefore, paying attention to this point, a linear equation that coincides with the line segment k is adopted as the equation (4). Accordingly, in equation (4), the gradient ε and the intercept ζ are determined so as to specify the straight line k. As a result, the determination error ΔE is suppressed to an arc region indicated by hatching in FIG.
[0051]
In step 170 of the flowchart described in the above embodiment, a linear intercept that specifies the straight line k is employed as the reference index OSo. In step 140, the intercept ζ is calculated as an index OS from the equation (4) based on the total weight M obtained in steps 110 and 130 and the number A of sensor units.
[0052]
In step 170, the type of occupant is determined in the same manner as in the above embodiment based on OS = ζ in step 130 using the intercept ζ given by OSo = straight line k as a criterion. Also by this, the same effect as described in the above embodiment can be achieved.
[0053]
In carrying out the present invention, the criterion for distinguishing both change regions Ra and Rb is not limited to the arc i in FIG. 7 or the line segment k in FIG. It is only necessary to use a line that divides both change regions Ra and Rb at the boundary by changing from right to left downward to the lower right . Accordingly, in FIG. 7 or FIG. 11, a reference point (FIG. 7) is obtained by using a line parallel to the normal to the direction of deviation of the change region Rb from the change region Ra and dividing the boundary between the change regions Ra and Rb. or the distance from the origin 0) in FIG. 11 may be used as the base sub-indicators.
[0054]
Further, in carrying out the present invention, the present invention may be generally applied to a vehicle seat without being limited to an automobile.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view showing a seating state of an occupant with respect to a seat and an embedded view state of a seat sensor.
3A is a schematic plan view of the sheet sensor of FIG. 1, and FIG. 3B is a partially enlarged sectional view of the sheet sensor.
4 is a flowchart showing the operation of the microcomputer of FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the number of sensor parts A and the total load M according to a change in the posture of an adult sitting on a seat in a normal posture.
6 is a diagram showing the relationship between the number of sensor parts A and the total load M according to the change in posture of a dwarf sitting on a seat in a normal posture together with the adult in FIG. 5;
7 is an explanatory diagram for calculating an index OS in the relationship between the number A of sensor parts and the total load M in FIG. 6;
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the number of sensor parts A and the total load M when an occupant is seated on a seat.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the number of sensor parts A and the total load M when an object is placed on the seating part of the seat together with the graph of FIG.
FIG. 10A is a distribution diagram of output loads of each sensor unit S when a 6-year-old child is seated in a normal posture on a seat, and FIG. It is a distribution diagram of the output load of each sensor unit S when sitting in a posture, (c) is a case where a small woman is leaning against a backrest that has been tilted from the posture state of FIG. 10 (b) It is a distribution map of the output load of each sensor part.
FIG. 11 is a diagram showing a modification of the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 ... Seat, 10a ... Seating part, 10b ... Backrest part,
20 ... sheet sensor, 30 ... microcomputer, S ... sensor part.

Claims

The vehicle seat (10) includes a plurality of sensor portions (S) positioned in parallel and in a plane on the seating surface (11) in the seating portion (10a) of the vehicle seat (10), and the seating state of the occupant on the seat A seat sensor (20) that detects a load applied to the seating surface according to the position by the plurality of sensor units;
Means (110) for calculating a sum of outputs of the sensor units that generate an output according to a load on the seating surface among the plurality of sensor units;
Means (130) for calculating the number of sensor units that generate an output according to a load on the seating surface among the plurality of sensor units;
First determining means (170) for determining the type of the seated occupant based on the calculated sum of outputs and the calculated number of sensor units;
The first determination means uses, as a determination criterion, a line that changes to the right on two-dimensional coordinates having the sum of the outputs and the number of sensor units as coordinate axes, and the calculated output for the line The type of the seated occupant is determined based on whether or not the position on the two-dimensional coordinate determined in accordance with the sum of the number and the calculated number of sensor units is on the origin side on the two-dimensional coordinate. A seat occupant determination device for a vehicle seat.

Furthermore, the position on the two-dimensional coordinate based on the calculated sum of outputs and the calculated number of sensor units is an area on the two-dimensional coordinate specified when there is an object on the seating surface. The seat for a vehicle seat according to claim 1, further comprising second judging means (150) for judging whether there is an object on the seating surface or whether an occupant is seated depending on whether or not the seat belongs. Crew determination device.

The said 1st determination means performs the determination of the kind of said seated occupant by making the line which changes rightward on the said two-dimensional coordinate into the circular arc centering on the said origin. A seat occupant determination device for a vehicle seat as described.

The said 1st determination means performs the determination of the kind of said seated occupant by making into a predetermined | prescribed linear line segment the line which changes to the right on the said two-dimensional coordinate. Seat occupant determination device for a vehicle seat.