JP3919978B2

JP3919978B2 - Seat occupant determination device for vehicle seat

Info

Publication number: JP3919978B2
Application number: JP20958999A
Authority: JP
Inventors: 哲哉高藤; 知二鈴木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP2001033324A

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荷重として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、シートに着座した乗員が、手をついたりあぐらをかいたり、後方に倒れたシートの背もたれ部にもたれたりして、姿勢を変化させた場合や、シートの着座部にチャイルドシート等の物体をおいた場合に、圧力センサにより着座部に対する荷重を検出するのみでは、乗員を物体から正しく区別して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、シートの着座部の着座乗員や載置物体との接触形状が着座乗員や載置物体により異なることを活用して、着座乗員を載置物体と精度よく区別して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、Ｓｉ）を備え、着座部に対する着座乗員或いは載置物体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、複数のセンサ部の各検出荷重の総和を算出する荷重総和算出手段（１２２）と、複数のセンサ部の各検出荷重及び着座乗員或いは載置物体の重心に基づき荷重の分散を算出する分散算出手段（１２３）と、荷重総和算出手段によって算出された総和荷重及び分散算出手段によって算出された分散に基づいて、着座乗員を載置物体から区別して判定する判定手段（１３０）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】
これによれば、各検出荷重の総和及び荷重の分散の双方を利用するので、着座乗員を載置物体から精度よく区別して判定できる。
【００１１】
また、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、複数のセンサ部のうち所定以上の検出荷重を出力するセンサ部の分布領域においてセンサ部の数が所定のしきい値より多い分布領域に入るセンサ部の検出荷重を抽出する抽出手段（１１０、１１１）を備え、分散算出手段は、荷重の分散の算出を、抽出手段の抽出検出荷重を用いて行う。
【００１２】
これにより、着座乗員や載置物体の荷重分布の誤差となる微小な分布部分を除去して、着座乗員や載置物体の荷重分布に固有の必須の分布部分でもって、分散の算出を行うこととなる。その結果、請求項１に記載の発明の作用効果をより一層精度よく達成できる。
【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上に着座したとき或いはチャイルドシートが着座部１０ａ上におかれたとき、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及び図５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、チャイルドシート（以下、ＣＲＳという）や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及び図５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。具体的には、各センサ部Ｓの出力ｍがステップ１００にてマイクロコンピュータ３０に入力されえる。
【００２２】
ここで、以下の説明においては、図３（ａ）において各センサ部Ｓに対し図示最上列から最下列にかけ、かつ図示左側から右側にかけて順次番号を付すことで、センサ部Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｉ、・・・、Ｓｎとする（図６参照）。これに対応して、各センサ部Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｉ、・・・の出力ｍを、それぞれ、出力ｍ１、ｍ２、・・・、ｍｉ、・・・、ｍｎとして表す。従って、ステップ１００においては、センサ部Ｓｉの出力ｍｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）がセンサ部Ｓ１からセンサ部Ｓｎにかけて順次入力される。但し、現段階では、シート１０の着座部１０ａには乗員が着座しているか或いはＣＲＳがおいてあるものとする。
【００２３】
次に、ステップ１１０において、センサ部Ｓｉの周囲であって所定以上の検出荷重を出力するセンサ部の数Ｎｉが、所定のしきい値Ｎｔｈと比較判定される。ここで、当該しきい値Ｎｔｈは以下のことを考慮して導入されている。
【００２４】
本実施形態は、本明細書の「発明が解決しようとする課題」にて述べたごとく、シート１０の着座部１０ａ上の乗員や物体との接触形状が乗員や物体により異なることを活用して、乗員を物体と精度よく区別することを意図して提案されている。
【００２５】
例えば、シート１０に着座した乗員が小人である場合には、着座部１０ａにおける各センサ部Ｓの出力の分布は図７にて示すようになる。この図７において、符号Ａは小人のお尻の着座部１０ａとの接触領域を示し、符号Ｂ、Ｃ、Ｄは小人の脚部の着座部１０ａとの接触領域をそれぞれ示す。また、符号Ｗ１は荷重の小さい領域を示し、符号Ｗ２は荷重の大きい領域を示す。
【００２６】
また、シート１０に着座した乗員が大人の場合には、着座部１０ａにおける各センサ部Ｓの出力の分布は図１０にて示すようになる。この図１０において、符号Ａは大人のお尻の着座部１０ａとの接触領域を示す。また、図１０において各符号Ｗ１、Ｗ２は図７における各符号Ｗ１、Ｗ２と同様の荷重の領域を示し、符号Ｗ３は符号Ｗ２の荷重よりも大きい荷重の領域を示す。
【００２７】
また、着座部１０ａ上にＣＲＳがおいてある場合には、着座部１０ａにおける各センサ部Ｓの出力の分布は図１１にて示すようになる。この図１１において、符号ＡはＣＲＳの低壁と着座部１０ａとの接触領域を示す。また、図１１において、各符号Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、図１０の場合と同様である。
【００２８】
以上によれば、着座乗員が小人、大人である場合及び着座部１０ａ上にＣＲＳがおいてある場合では、着座部１０ａとの接触領域、ひいては接触形状が明らかに異なることが分かる。従って、これを活用すれば、乗員かＣＲＳかの区別が可能となることが分かる。
【００２９】
但し、小人のようにじっとしていない乗員の場合、図７にて示すような各符号Ｂ、Ｃ、Ｄで示す領域は符号Ａで示す領域よりも微小な領域にすぎず、このような微小な荷重分布領域を除去し、符号Ａで示す領域の荷重分布領域を基準とすれば、図７、図１０及び図１１において相互に共通する荷重分布領域の接触形状（小人、大人及びＣＲＳの特定に必須の接触形状）を比較のために利用できる。
【００３０】
そこで、図７にて示す各符号Ｂ、Ｃ、Ｄで示す領域に入るセンサ部Ｓの数を上記所定のしきい値Ｎｔｈとして採用した。
【００３１】
従って、センサ部Ｓｉの周囲のセンサ部の数Ｎｉがしきい値Ｎｔｈよりも小さければ、ステップ１１０においてＮＯとの判定がなされ、ステップ１１１において出力ｍｉ＝０とセットされる。このことは、センサ部Ｓｉは図７の符号Ｂ乃至Ｄのいずれかで示す領域にあるために、その出力を無視することを意味する。そして、コンピュータプログラムはステップ１１１からステップ１１２に進む。一方、ステップ１１０における判定がＹＥＳとなる場合には、コンピュータプログラムは直接ステップ１１２に進む。
【００３２】
すると、ステップ１１２において、ステップ１００におけるｍｉ或いはステップ１１１におけるｍｉ＝０に基づきｍｉｒｉ²が算出される。ここで、ｒｉは、センサ部Ｓｉの位置の乗員或いはＣＲＳの重心からの距離を表す。以下、ステップ１１０乃至ステップ１２０までの処理が、全センサ部Ｓについてなされるまで繰り返される。
【００３３】
このような過程において、乗員が小人の場合には、図７の荷重分布領域のうち符号Ａの領域のみの出力ｍｉが残される（図８、図９参照）。このことは、小人の着座部１０ａとの接触形状が図７の符号Ａで示す形状で特定されることを意味する。また、乗員が大人である場合には、図１０の符号Ａで示す荷重分布領域で特定される。このことは当該大人の着座部１０ａとの接触形状が図１０の符号Ａで示す形状で特定されることを意味する。また、ＣＲＳが着座部１０ａ上にある場合には、図１１の符号Ａで示す荷重分布領域で特定される。このことはＣＲＳの着座部１０ａとの接触形状が図１１の符号Ａで示す形状で特定されることを意味する。
【００３４】
然る後、ステップ１２０における判定がＹＥＳとなると、ステップ１２１において、ステップ１１２における各ｍｉｒｉ²の総和が算出される。ついで、ステップ１２２において、全出力ｍｉの総和である全荷重Ｍが、ステップ１００におけるｍｉ或いはステップ１１１におけるｍｉ＝０に基づき算出される。
【００３５】
ついで、ステップ１２３において荷重の分散σが次の数１の式に基づき両ステップ１２１、１２２の算出結果を用いて算出される。
【００３６】
【数１】

【００３７】
ここで、分散σを導入した根拠について説明する。乗員が小人とか大人の場合や、ＣＲＳの場合における全荷重Ｍと分散σとの関係を調べてみたところ、図１２にて示すようなデータが得られた。この図１２において、符号Ｐは、ＣＲＳの全荷重Ｍと分散σとの関係のデータを示し、符号Ｑは、乗員の荷重Ｍと分散σとの関係のデータを示す。
【００３８】
これによれば、両データＰ、Ｑは、相互に分離していることが分かる。具体的には、データＰは、互いに直交する両線分Ｌ１、Ｌ２により、データＱから分離されている。但し、図１２において、線分Ｌ１はほぼＭ＝９００を満たす直線に一致し、また、線分Ｌ２はほぼσ＝１４０００を満たす直線に一致する。
【００３９】
次に、ステップ１３０において全荷重Ｍが所定荷重Ｍｏと比較判定され、分散σが所定分散σｏと比較判定される。ここで、所定荷重Ｍｏは、線分Ｌ１で特定される全荷重Ｍの値に設定されている。また、所定分散σｏは、線分Ｌ２で特定される分散σの値に設定されている。
【００４０】
しかして、着座部１０ａに乗員が着座している場合には、ステップ１３０における判定がＮＯとなり、ステップ１３２にて乗員との判定がなされる。一方、着座部１０ａ上にＣＲＳがおいてある場合には、ステップ１３０における判定がＹＥＳとなり、ステップ１３１において、ＣＲＳと判定される。
【００４１】
上述のように、着座部１０ａに対する着座乗員や載置ＣＲＳの接触形状が各センサ部の出力分布で決まることを利用して、数１の式を用いて求めた分散をもとに、乗員をＣＲＳから区別して判定するので、この判定の精度を著しく向上できる。
【００４２】
次に、ステップ１４０以後の処理において着座乗員が小人か大人かの判定がなされる。
【００４３】
着座乗員の体重が荷重としてシートセンサ２０にかかるため、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。
【００４４】
従って、シートセンサ２０においては、全センサ部のうち上記着座面積に対応する各センサ部Ｓｉ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、この出力の総和がステップ１２２にて全荷重Ｍとして算出されている。なお、この全荷重Ｍは各センサ部Ｓｉのうち上記着座面積に対応する各センサ部の出力に基づきその各荷重ｍｉの和を表す。
【００４５】
その後、ステップ１４０において、センサ部個数ＡｓがＡＳ＝０とセットされる。ついで、ステップ１４１において、各荷重ｍｉがそれぞれしきい値ｍｔｈと比較判定される。具体的には、しきい値ｍｔｈよりも大きい荷重ｍｉが大きいときステップ１４１にてＹＥＳと判定され、ステップ１４２にてＡＳ＝ＡＳ＋１と更新される。そして、ステップ１４１乃至ステップ１４３までの処理は、全センサ部についてなされるまで、即ち、ステップ１４３にてＹＥＳと判定されるまで繰り返される。このことは、ステップ１４１においてＹＥＳと判定された荷重ｍｉに係るセンサ部Ｓｉの個数（即ち、センサ部個数Ａｓ）が上記着座面積として算出されることを意味する。
【００４６】
以上のようにして全荷重Ｍ及びセンサ部個数Ａｓが算出されると、ステップ１５０において、乗員の種類を判定する指標ＯＳが次の数２の式に基づき算出される。
【００４７】
【数２】
ＯＳ＝｛（Ｍ／Ｃ１）²＋（Ｍ／Ｃ２）²｝^1/2
この数２の式において、各符号Ｃ１、Ｃ２は定数を表す。
【００４８】
ここで、数２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１３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１３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Ａｓが図１３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１３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Ａｓが変動する。
【００４９】
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１４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Ａｓに変化はないが、着座部１０ａに対する全荷重Ｍが図１４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Ａｓが図１４にて矢印ｇに示すごとく減少する。
【００５０】
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１４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Ａｓ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１４にて示す方向にずれて位置する。
【００５１】
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１４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１４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。
【００５２】
上記判定誤差に対しては、図１５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ｋ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ｋを円周の一部とする円の方程式を上記数２の式として採用することとした。これに伴い、数２の式において、定数Ｃ１、Ｃ２は、円弧ｋを特定するように決定する。
【００５３】
次に、ステップ１６０において、乗員が着座部１０ａ上に着座していることから、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ｋ（図１５参照）を特定する数２の式により与えられた指標ＯＳでもって設定されている。
【００５４】
しかして、ステップ１５０での指標ＯＳが基準指標ＯＳｏよりも大きければステップ１６０にてＹＥＳと判定される。これに伴い、ステップ１７０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１６０における判定がＮＯとなる。これに伴い、ステップ１８０において着座乗員は小人と判定される。
【００５５】
以上のように、乗員をＣＲＳと区別して判定した後のステップ１６０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ｋを特定する数２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１５参照）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１４参照）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。
【００５６】
よって、ステップ１６０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、ステップ１３０におけるＹＥＳ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のにエアバッグの展開を誤って禁止するということもない。
【００５７】
なお、本発明の実施にあたり、図１２においてデータＰが図示左右方向にさらに広がる場合には、直線Ｌ３や円弧Ｌ４を両線分Ｌ１、Ｌ２に代えて採用してもよい。
【００５８】
また、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１５の円弧ｋに限ることなく、図１５の線分ｊを用いてもよく、一般的には、図１５にて図示左上方から右下方に向けて左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を用いてもよい。従って、図１５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１５での原点Ｏ）からの距離を規準指標として用いればよい。
【００５９】
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の前段部である。
【図５】当該フローチャートの後段部である。
【図６】シートセンサにおける各センサ部Ｓｉの模式的表示図である。
【図７】小人がシートに着座した場合の各センサ部の出力分布領域を示す図である。
【図８】図７において符号Ｂ、Ｃで示す領域を除去した状態を示す図である。
【図９】図８において符号Ｄで示す領域を除去した状態を示す図である。
【図１０】大人がシートに着座した場合の各センサ部の出力分布領域を示す図である。
【図１１】ＣＲＳを着座部上においた場合の各センサ部の出力分布領域を示す図である。
【図１２】ＣＲＳを着座部においた場合及び乗員がシートに着座した場合の分散σと全荷重Ｍとの関係を示すデータ分布図である。
【図１３】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Ａｓと全荷重Ｍとの関係を示す図である。
【図１４】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１３の大人の場合と共に示す図である。
【図１５】図１４のセンサ部個数Ａｓ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。
【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、Ｓｉ…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 The weight is detected as a load.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described seating state determination device, when an occupant seated on the seat changes his or her posture by putting his hand or cross-legged or leaning on the backrest of the seat that has fallen back, When an object such as a child seat is placed on the portion, there is a problem that the passenger cannot be correctly distinguished from the object and determined only by detecting the load on the seating portion with the pressure sensor.
[0004]
Therefore, in view of the above, the present invention takes advantage of the fact that the contact shape of the seating portion of the seat with the seated occupant and the placed object differs depending on the seated occupant and the placed object, It is an object of the present invention to provide a seat occupant determination device for a vehicle seat that is accurately distinguished and 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, Si), and a plurality of sensor units (20) for detecting a load applied to the seating surface in accordance with a seated occupant or a placed object with respect to the seating unit according to the position thereof; Load sum calculating means (122) for calculating the sum of the respective detected loads of the sensor section, and variance calculating means for calculating the variance of the load based on the detected loads of the plurality of sensor sections and the center of gravity of the seated occupant or the placed object ( and 123), the vehicle comprising, based on the variance calculated by summation load and dispersion calculating means is calculated by the load total sum calculation means, determination means to distinguish from figurine object mounting a seated occupant and a (130) System DOO seated occupant determination device is provided.
[0006]
According to this, since both the total of the detected loads and the distribution of the loads are used , the seated occupant can be accurately distinguished from the placed object.
[0011]
Further, according to the invention of claim 2, in the seated occupant determining apparatus for a vehicle seat according to claim 1, in the distribution region of the sensor unit for outputting a predetermined or more load detected among the sensors of the multiple the number of the sensor unit is provided with an extraction means for extracting (110, 111) to detect the load of the sensor unit into the larger distribution region than a predetermined threshold value, the dispersion calculation means calculates the variance of the load, the extraction means This is done using the extraction detection load.
[0012]
This eliminates the minute distribution part that causes an error in the load distribution of the seated occupant and the mounted object, and calculates the variance with the essential distribution part unique to the load distribution of the seated occupant and the mounted object. It becomes. As a result, the operation and effect of the first aspect of the invention can be achieved with higher accuracy.
[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 is seated on the seating portion 10a or when the child seat is placed on the seating portion 10a, the upper wall 21 bends downward at the wall portion corresponding to the narrow gap portion 23a for each sensor portion S. When the resistance film 23b comes into contact with the corresponding resistance film 23c, 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 a computer program according to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5, and during this execution, performs a child seat (hereinafter referred to as CRS) and occupant type determination process.
[0021]
In the present embodiment configured as described above, when the microcomputer 30 starts executing the computer program according to the flowcharts of FIGS. 4 and 5, the output of the sheet sensor 20 is input in step 100. Specifically, the output m of each sensor unit S can be input to the microcomputer 30 in step 100.
[0022]
Here, in the following description, the sensor units S1, S2,... Are sequentially numbered from the uppermost row to the lowermost row in FIG. .., Si,..., Sn (see FIG. 6). Correspondingly, the outputs m of the sensor units S1, S2, ..., Si, ... are represented as outputs m1, m2, ..., mi, ..., mn, respectively. Accordingly, in step 100, the output mi (i = 1, 2,..., N) of the sensor unit Si is sequentially input from the sensor unit S1 to the sensor unit Sn. However, at this stage, it is assumed that an occupant is seated on the seating portion 10a of the seat 10 or a CRS is placed.
[0023]
Next, at step 110, the number Ni of sensor parts around the sensor part Si that outputs a detected load greater than or equal to a predetermined value is compared with a predetermined threshold value Nth. Here, the threshold value Nth is introduced in consideration of the following.
[0024]
As described in “Problems to be Solved by the Invention” in the present specification, the present embodiment utilizes the fact that the contact shape with the occupant and the object on the seating portion 10a of the seat 10 varies depending on the occupant and the object. It has been proposed with the intention of accurately distinguishing passengers from objects.
[0025]
For example, when the occupant seated on the seat 10 is a dwarf, the distribution of the outputs of the sensor portions S in the seating portion 10a is as shown in FIG. In FIG. 7, symbol A indicates a contact area with the seat portion 10a of the dwarf's buttocks, and symbols B, C, and D indicate contact regions with the seat portion 10a of the leg of the dwarf. Reference sign W1 indicates a region with a small load, and reference sign W2 indicates a region with a large load.
[0026]
Further, when the occupant seated on the seat 10 is an adult, the distribution of the output of each sensor unit S in the seating portion 10a is as shown in FIG. In FIG. 10, the symbol A indicates a contact area with the seat portion 10a of the adult buttocks. Further, in FIG. 10, the symbols W1 and W2 indicate load areas similar to the symbols W1 and W2 in FIG. 7, and the symbol W3 indicates an area of a load larger than the load of the symbol W2.
[0027]
In addition, when the CRS is placed on the seating portion 10a, the distribution of the outputs of the sensor portions S in the seating portion 10a is as shown in FIG. In FIG. 11, symbol A indicates a contact area between the CRS low wall and the seating portion 10a. Further, in FIG. 11, the respective symbols W1, W2, and W3 are the same as those in FIG.
[0028]
From the above, it can be seen that when the seated occupant is a dwarf or an adult, and when the CRS is placed on the seating portion 10a, the contact area with the seating portion 10a and thus the contact shape are clearly different. Therefore, if this is utilized, it will be understood that it is possible to distinguish between an occupant and a CRS.
[0029]
However, in the case of an occupant who is not standing still like a dwarf, the regions indicated by the symbols B, C, and D as shown in FIG. 7 are only smaller regions than the regions indicated by the symbol A. If the minute load distribution area is removed and the load distribution area indicated by the symbol A is used as a reference, the contact shape of the load distribution area common to each other in FIGS. 7, 10 and 11 (dwarf, adult and CRS) Can be used for comparison.
[0030]
Therefore, the number of sensor portions S that fall within the areas indicated by the respective symbols B, C, and D shown in FIG. 7 is adopted as the predetermined threshold value Nth.
[0031]
Therefore, if the number Ni of sensor parts around the sensor part Si is smaller than the threshold value Nth, NO is determined in step 110, and output mi = 0 is set in step 111. This means that the output of the sensor unit Si is ignored because it is in the region indicated by any of the symbols B to D in FIG. The computer program then proceeds from step 111 to step 112. On the other hand, if the determination in step 110 is yes, the computer program proceeds directly to step 112.
[0032]
Then, in step 112, mir ² is calculated based on mi in step 100 or mi = 0 in step 111. Here, ri represents the distance from the passenger at the position of the sensor unit Si or the center of gravity of the CRS. Hereinafter, the processing from step 110 to step 120 is repeated until all the sensor units S are processed.
[0033]
In such a process, when the occupant is a small person, the output mi is left only in the area of the symbol A in the load distribution area of FIG. 7 (see FIGS. 8 and 9). This means that the contact shape of the dwarf with the seating portion 10a is specified by the shape indicated by symbol A in FIG. Moreover, when a passenger | crew is an adult, it specifies with the load distribution area | region shown with the code | symbol A of FIG. This means that the contact shape with the adult seating portion 10a is specified by the shape indicated by the symbol A in FIG. Moreover, when CRS exists on the seating part 10a, it specifies with the load distribution area | region shown with the code | symbol A of FIG. This means that the contact shape of the CRS with the seating portion 10a is specified by the shape indicated by symbol A in FIG.
[0034]
Thereafter, when the determination in step 120 is YES, in step 121, the sum of each mir ² in step 112 is calculated. Next, in step 122, the total load M, which is the sum of all outputs mi, is calculated based on mi in step 100 or mi = 0 in step 111.
[0035]
Next, in step 123, the load distribution σ is calculated using the calculation results of both

steps

121 and 122 based on the following equation (1).
[0036]
[Expression 1]

[0037]
Here, the grounds for introducing the variance σ will be described. Examining the relationship between the total load M and the variance σ when the occupant is a dwarf or an adult or in the case of CRS, data as shown in FIG. 12 was obtained. In FIG. 12, symbol P indicates data on the relationship between CRS total load M and variance σ, and symbol Q indicates data on the relationship between passenger load M and variance σ.
[0038]
According to this, it can be seen that the data P and Q are separated from each other. Specifically, the data P is separated from the data Q by both line segments L1 and L2 orthogonal to each other. However, in FIG. 12, the line segment L1 coincides with a straight line satisfying approximately M = 900, and the line segment L2 coincides with a straight line satisfying approximately σ = 14000.
[0039]
Next, in step 130, the total load M is compared with the predetermined load Mo, and the variance σ is compared with the predetermined variance σo. Here, the predetermined load Mo is set to the value of the total load M specified by the line segment L1. The predetermined variance σo is set to the value of the variance σ specified by the line segment L2.
[0040]
Therefore, when an occupant is seated on the seating portion 10a, the determination in step 130 is NO, and the determination as an occupant is made in step 132. On the other hand, if there is a CRS on the seating portion 10a, the determination in step 130 is YES, and in step 131, the CRS is determined.
[0041]
As described above, using the fact that the contact shape of the seated occupant and the mounting CRS with respect to the seating portion 10a is determined by the output distribution of each sensor unit, the occupant is determined based on the variance obtained using the equation (1). Since the determination is performed separately from the CRS, the accuracy of this determination can be remarkably improved.
[0042]
Next, in the processing after step 140, it is determined whether the seated occupant is a dwarf or an adult.
[0043]
Since the weight of the seated occupant is applied to the seat sensor 20 as a load, the hip of the occupant determines the seating area with the seating portion 10a of the seat 10.
[0044]
Accordingly, in the seat sensor 20, each sensor part Si corresponding to the seating area among all the sensor parts generates an output representing a load corresponding to a resistance value corresponding to the load of the occupant. Therefore, the total sum of the outputs is calculated as the total load M at step 122. In addition, this total load M represents the sum of each load mi based on the output of each sensor part corresponding to the said seating area among each sensor part Si.
[0045]
Thereafter, in step 140, the sensor unit number As is set to AS = 0. Next, in step 141, each load mi is compared with the threshold value mth. Specifically, when the load mi larger than the threshold value mth is large, YES is determined in step 141, and AS = AS + 1 is updated in step 142. Then, the processes from step 141 to step 143 are repeated until all the sensor units are processed, that is, until YES is determined in step 143. This means that the number of sensor parts Si (that is, the sensor part number As) associated with the load mi determined as YES in step 141 is calculated as the seating area.
[0046]
When the total load M and the number of sensor parts As are calculated as described above, an index OS for determining the type of occupant is calculated based on the following equation (2) in step 150.
[0047]
[Expression 2]
OS = {(M / C1) ² + (M / C2) ² } ^1/2
In the equation (2), the symbols C1 and C2 represent constants.
[0048]
Here, the grounds for introducing Equation 2 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 as a full load at the position of the white circle a in FIG. Take it. Further, when an adult leans on the backrest portion 10b of the seat 10 from such a state, the number A of the sensor portions is not changed, 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 As of sensor parts decreases as shown by an arrow c in FIG. Accordingly, when an adult seated on the seat 10 takes various postures from the seated state, the total load M and the number of sensor portions As are within a region surrounded by the closed curve d shown in FIG. 13 (hereinafter referred to as a change region Ra). Fluctuates.
[0049]
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. Accordingly, when the dwarf is seated on the seat 10 in 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 10b of seat 10 from such a state, there is no change in the number As of sensor parts, but the total load M with respect to seating part 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 As of sensor parts decreases as shown by an arrow g in FIG.
[0050]
Accordingly, 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. 14 (hereinafter referred to as the change area Rb). As varies. Further, since the dwarf is lighter and has a smaller seating area than the adult, as described above, the change region Rb is located in a direction shifted from the change region Ra in the direction shown in FIG.
[0051]
As a reference for determining whether an occupant is an adult or a dwarf using both the change regions Ra and Rb, when one of the two straight lines X1 and Y1 orthogonal to each other is employed as shown in FIG. 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.
[0052]
With respect to the determination error, as shown in FIG. 15, if the arc k passing 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, an equation of a circle having the origin O as the center and the circular arc k as a part of the circumference is adopted as the above equation (2). Accordingly, the constants C1 and C2 are determined so as to specify the arc k in the equation (2).
[0053]
Next, in step 160, since the occupant is seated on the seating portion 10a, it is determined 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 with the index OS given by the equation (2) that specifies the arc k (see FIG. 15).
[0054]
Therefore, if the index OS at step 150 is larger than the reference index OSo, YES is determined at step 160. Accordingly, in step 170, 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 160 is NO. Accordingly, in step 180, the seated occupant is determined to be a dwarf.
[0055]
As described above, the reference index OSo adopted as the determination criterion in the determination in step 160 after determining the occupant separately from the CRS is the index OS given by the equation 2 that specifies the arc k as described above. Therefore, the determination error ΔE (see FIG. 15) regarding whether the seated occupant is an adult or dwarf is much smaller than the determination error ΔE (see FIG. 14) 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.
[0056]
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 160, the prohibition accuracy can be remarkably 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 YES in step 130 is used, the deployment of the airbag is not erroneously prohibited even though no occupant is seated on the seating portion 10a of the seat 10.
[0057]
In the implementation of the present invention, when the data P further expands in the horizontal direction in FIG. 12 in FIG. 12, the straight line L3 and the arc L4 may be employed instead of the two line segments L1 and L2.
[0058]
Further, in carrying out the present invention, the criterion for distinguishing both the change regions Ra and Rb is not limited to the arc k in FIG. 15, and the line segment j in FIG. 15 may be used. By changing from left upper to lower right in the figure, it is also possible to use a line that divides both change areas Ra and Rb at the boundary. Accordingly, in FIG. 15, a reference point (the origin in FIG. 15) 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. The distance from O) may be used as a reference index.
[0059]
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.
FIG. 4 is a front part of a flowchart showing the operation of the microcomputer of FIG. 1;
FIG. 5 is a latter part of the flowchart.
FIG. 6 is a schematic display diagram of each sensor unit Si in the sheet sensor.
FIG. 7 is a diagram illustrating an output distribution region of each sensor unit when a dwarf is seated on a seat.
8 is a diagram showing a state in which regions indicated by reference characters B and C in FIG. 7 are removed. FIG.
9 is a diagram showing a state in which a region indicated by a symbol D in FIG. 8 is removed.
FIG. 10 is a diagram illustrating an output distribution region of each sensor unit when an adult is seated on a seat.
FIG. 11 is a diagram showing an output distribution region of each sensor unit when a CRS is placed on a seating unit.
FIG. 12 is a data distribution diagram showing the relationship between the variance σ and the total load M when the CRS is placed on the seat and when the occupant is seated on the seat.
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between the number of sensor portions As and the total load M according to a change in posture of an adult sitting on a seat in a normal posture.
14 is a diagram showing the relationship between the number of sensor sections 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 case of an adult in FIG. 13;
15 is an explanatory diagram for calculating an index OS in the relationship between the number of sensor portions As and the total load M in FIG. 14;
[Explanation of symbols]
10 ... Seat, 10a ... Seating part, 10b ... Backrest part,
20 ... sheet sensor, 30 ... microcomputer, S, Si ... sensor part.

Claims

The vehicle seat (10) includes a plurality of sensor parts (S, Si) positioned in parallel and in a plane on the seating surface (11) in the seating part (10a) of the vehicle seat (10a), and seating on the seating part A seat sensor (20) for detecting a load applied to the seating surface according to an occupant or a placed object according to the position by the plurality of sensor units;
A load sum calculating means (122) for calculating the sum of the detected loads of the plurality of sensor units;
Dispersion calculating means (123) for calculating a dispersion of the load based on each detected load of the plurality of sensor units and the center of gravity of the seated occupant or the placed object;
A vehicle seat comprising: determination means (130) for distinguishing the seated occupant from the above-described object based on the total load calculated by the total load calculation means and the variance calculated by the variance calculation means. Seated occupant determination device.

Extracting means the number of the sensor portion in the distribution region of the sensor unit for outputting a predetermined or more load detected among the previous SL plurality of sensor units extracts the load detection sensor unit entering the greater distribution region than a predetermined threshold value (110 comprises 111), the variance calculation unit, occupant determination of the vehicle seat according to claim 1, characterized in that the calculation of the variance of the load is performed using the extracted load detected prior Symbol extractor apparatus.