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JP2005069968A - 着座検出装置 - Google Patents

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JP2005069968A
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Toshiro Maeda
敏朗 前田
Koji Ito
浩二 伊藤
Takayuki Imai
隆之 今井
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Aisin Seiki Co Ltd
Fujikura Ltd
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Abstract

【課題】 複数の感圧抵抗を備えた感圧センサと検出回路間の接続箇所を少なくしながら、簡素な検出制御構成によって、座席シートの着座状態を適切且つ信頼性高く検出することが可能となる着座検出装置を提供する。
【解決手段】 圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗Ｒｓと固定抵抗Ｒｃとの並列接続で構成された感圧部６が複数個直列に接続されて座席シートに分散配置された感圧センサ１０と、感圧センサ１０において直列接続された複数個の感圧部６の抵抗値から座席シートに加わる荷重を求め、その荷重に基づいて座席シート上の着座状態を判別する判別部２０とを備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車等の座席シートにおける着座状態を検出する着座検出装置に関する。
上記着座検出装置は、着座状態として、例えば着座した人の有無、着座した人が大人か子供かなどを検出する目的で使用されるものであり、従来では、座席シートに分散配置した複数の感圧抵抗をマトリックスに構成し、マトリックスの行及び列を個々に選択して各感圧抵抗の抵抗値を順次計測し、その各感圧抵抗の抵抗値から座席シートの着座状態を検出している（第１の従来技術と呼ぶ。特許文献１、特許文献２参照）。
また、別の従来技術では、座席シートに分散配置した複数の感圧抵抗を並列接続し、その並列接続した全感圧抵抗の抵抗値の計測結果から座席シートの着座状態を検出している（第２の従来技術と呼ぶ。特許文献３、特許文献４参照）。
また、別の従来技術では、座席シートに分散配置した複数の感圧スイッチをゾーン毎に直列に接続し、ゾーン毎の感圧スイッチの直列抵抗値の計測結果からオン作動している感圧スイッチの数を求め、その感圧スイッチの作動数に基づいて座席シートの着座状態を検出している（第３の従来技術と呼ぶ。特許文献５参照）。なお、特許文献５の感圧スイッチは、両端が一対の電極に接続された高抵抗層の上に間隔を隔てて低抵抗層を配置した構造であり、荷重によって低抵抗層が押し下げられて高抵抗層に接触することで、一対の電極間の抵抗値が高抵抗状態から低抵抗状態に変化する。
国際公開第９９／５３２８３号パンフレット 米国特許第５９０５２０９号明細書 独国特許発明第４２３７０７２号明細書 国際公開第９７／１０１１５号パンフレット 欧州特許出願公開第０８９１８９８号明細書
上記第１の従来技術では、マトリックスの行及び列を選択して各感圧抵抗の抵抗値を順次計測する検出回路及び制御ソフト等の検出制御構成が複雑になる。例えば座席シート上の総荷重値を求める場合は、各感圧抵抗の抵抗値を計測して荷重値に変換した後、全感圧抵抗の荷重データを足し合わせる必要がある。また、各感圧抵抗が個々に検出回路と接続されることから感圧センサ側と検出回路との接続箇所が多くなり、その結果、構造が複雑で、コストが高くなる不利もある。
上記第２の従来技術では、全ての感圧抵抗を並列接続しているため、感圧センサ側と検出回路との接続箇所は少なくなるものの、ある感圧抵抗の抵抗値が圧力によって他の感圧抵抗の抵抗値に比べて十分に小さくなると、並列接続の抵抗値はその小抵抗値の感圧抵抗の抵抗値によって決定され、他の感圧抵抗の抵抗値は並列接続の抵抗値にほとんど効いてこない。その結果、荷重（圧力）の変化に対する抵抗値の変化が急激になり、荷重（圧力）について充分な分解能が得られない不都合がある。
上記第３の従来技術では、感圧スイッチの構造から、感圧スイッチがオン作動したときに、電極間の抵抗値に低抵抗層の抵抗値の他に高抵抗層の両端部分の抵抗成分が含まれる可能性があり、その結果、作動している感圧スイッチの抵抗値を正確に計測できず、感圧スイッチの作動数を誤判別するおそれがある。
上記実情に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の感圧抵抗又は感圧スイッチを備えた感圧センサ、あるいは複数の感圧抵抗及び感圧スイッチを備えた感圧センサと検出回路間の接続箇所を少なくしながら、簡素な検出制御構成によって座席シートの着座状態を適切且つ信頼性高く検出することが可能となる着座検出装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る着座検出装置の第一の特徴構成は、圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗と固定抵抗との並列接続で構成された感圧部が複数個直列に接続されて座席シートに分散配置された感圧センサと、前記感圧センサにおいて直列接続された複数個の感圧部の抵抗値から前記座席シートに加わる荷重を求め、その荷重に基づいて前記座席シート上の着座状態を判別する判別部とを備えている点にある。
すなわち、複数個の感圧部が直列接続された感圧センサの抵抗値の情報を判別部に入力する場合に、感圧センサ側で直列接続された複数個の感圧部の両端の出力端子のみを判別部側の検出回路に接続するので、感圧センサと検出回路間の接続箇所が少なくなる。同時に、検出回路は複数個の感圧部の直列抵抗値を検出するだけの簡単な回路でよく、マトリックスの行及び列を選択するような複雑な回路や制御ソフトが不要になる。
また、座席シートに加わる荷重によって、ある感圧部の感圧抵抗の抵抗値だけが大きく変化した場合でも、抵抗値があまり変化していない他の感圧部の感圧抵抗と固定抵抗を並列接続した抵抗値が複数個の感圧部の直列抵抗値に加算されるので、複数個の感圧部の直列抵抗値は上記抵抗値が大きく変化した感圧部の抵抗値の変化に対応して変化することになり、座席シートに加わる荷重値を充分な検出分解能で検出することができる。
さらに、各感圧部の感圧抵抗には固定抵抗が並列接続されているので、仮に１個の感圧抵抗の配線箇所に断線が生じても、固定抵抗によって隣接する感圧部同士を接続することができ、その結果、１個の感圧抵抗の配線箇所の断線によって、複数個の感圧部の直列抵抗値が検出できず、荷重が求められなくなるような不利を回避させることができる。
従って、複数の感圧抵抗を備えた感圧センサと検出回路間の接続箇所を少なくしながら、簡素な検出制御構成によって座席シートに加わる荷重値に対して充分な検出分解能を実現して、座席シートの着座状態を適切且つ信頼性高く検出することが可能となる着座検出装置が提供される。
同第二の特徴構成は、圧力によって高抵抗状態及び低抵抗状態に切換自在な感圧スイッチと固定抵抗との並列接続で構成された感圧部が複数個直列に接続されて座席シートに分散配置された感圧センサと、前記感圧センサにおいて直列接続された複数個の感圧部の抵抗値から前記感圧スイッチの作動数を求め、その作動数に基づいて前記座席シート上の着座状態を判別する判別部とを備えている点にある。
すなわち、複数個の感圧部が直列接続された感圧センサの抵抗値の情報を判別部に入力する場合に、感圧センサ側で直列接続された複数個の感圧部の両端の出力端子のみを判別部側の検出回路に接続するので、感圧センサと検出回路間の接続箇所が少なくなる。同時に、検出回路は複数個の感圧部の直列抵抗値を検出するだけの簡単な回路でよく、マトリックスの行及び列を選択するような複雑な回路や制御ソフトが不要になる。
また、座席シートに加わる荷重によって感圧スイッチの抵抗値は、固定抵抗の抵抗値に比べて十分に高い高抵抗状態から固定抵抗の抵抗値に比べて十分に低い低抵抗状態に変化するか、あるいは逆に上記低抵抗状態から上記高抵抗状態に変化するが、一部の感圧部の感圧スイッチだけが作動した場合に、複数個の感圧部の直列抵抗値には作動していない他の感圧部の感圧スイッチと固定抵抗の並列接続の抵抗値が加算されるので、複数個の感圧部の直列抵抗値は、作動した感圧スイッチの数に応じて減少するか（感圧スイッチが圧力によって高抵抗状態から低抵抗状態に変化する場合）、あるいは作動した感圧スイッチの数に応じて増加し（感圧スイッチが圧力によって低抵抗状態から高抵抗状態に変化する場合）、その直列抵抗値の増減に基づいて感圧スイッチの作動数を判別することができる。
さらに、各感圧部の感圧スイッチには固定抵抗が並列接続されているので、仮に１個の感圧部の感圧スイッチの配線箇所に断線が生じた場合でも、固定抵抗によって隣接する感圧部同士を接続することができ、その結果、１個の感圧部の感圧スイッチの配線箇所の断線によって、複数個の感圧部の直列抵抗値が検出できず、感圧スイッチの作動数が求められなくなるような不利を回避させることができる。
従って、複数の感圧スイッチを備えた感圧センサと検出回路間の接続箇所を少なくしながら、簡素な検出制御構成によって感圧スイッチの作動数を的確に判別して、座席シートの着座状態を適切且つ信頼性高く検出することが可能となる着座検出装置が提供される。
同第三の特徴構成は、圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗と第１固定抵抗との並列接続で構成された第１感圧部が複数個直列に接続されて座席シートに分散配置された第１感圧センサと、圧力によって高抵抗状態及び低抵抗状態に切換自在な感圧スイッチと第２固定抵抗との並列接続で構成された第２感圧部が複数個直列に接続されて前記座席シートに分散配置された第２感圧センサと、前記第１感圧センサにおいて直列接続された複数個の第１感圧部の抵抗値から前記座席シートに加わる荷重を求め、前記第２感圧センサにおいて直列接続された複数個の第２感圧部の抵抗値から前記感圧スイッチの作動数を求め、その荷重と作動数に基づいて前記座席シート上の着座状態を判別する判別部とを備えている点にある。
すなわち、第三の特徴構成は、第一の特徴構成の感圧センサを第１感圧センサとして、第二の特徴構成の感圧センサを第２感圧センサとして夫々備え、第１感圧センサにおける感圧部の直列抵抗値から求めた座席シートに対する荷重と第２感圧センサにおける感圧部の直列抵抗値から求めた感圧スイッチの作動数の両情報を用いて、座席シートの着座状態を判別するものである。その結果、座席シートに対する荷重と感圧スイッチの作動数の一方の情報を用いる場合に比べ、両情報に基づいて座席シートの着座状態を一層適切に判別することができる。
従って、複数の感圧抵抗及び感圧スイッチを備えた感圧センサと検出回路間の接続箇所を少なくしながら、簡素な検出制御構成によって、荷重値に対して充分な検出分解能を実現し且つ感圧スイッチの作動数を的確に判別して、座席シートの着座状態を一層適切に信頼性高く検出することが可能となる着座検出装置が提供される。
同第四の特徴構成は、上記第一の特徴構成に加えて、微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シートに敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に、平面視で前記各感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の平面上対向電極が形成されるとともに、前記固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、前記２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に、前記感圧抵抗を構成する感圧抵抗層が前記一対の平面上対向電極の形成領域に対向して形成されている点にある。
すなわち、座席シートに敷設された上記構成の２枚の絶縁フィルムに対して荷重が加わらない状態では、２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に形成した一対の平面上対向電極は、２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に形成された感圧抵抗層とは微小間隙を隔て非接触であるので、一対の平面上対向電極間の抵抗値は同じ絶縁フィルムの内面上に形成された固定抵抗を構成する抵抗層の抵抗値で与えられ、この固定抵抗の抵抗値が各感圧部の抵抗値になる。一方、上記２枚の絶縁フィルムに対して荷重が加わると、平面視で絶縁フィルムの当該荷重箇所に対応する各感圧部の部分が撓み、２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に形成した一対の平面上対向電極が、２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に形成された感圧抵抗層に接触し、一対の平面上対向電極間の抵抗値は、絶縁フィルムに加わる荷重に応じて変化する上記感圧抵抗層の抵抗値と固定抵抗を構成する抵抗層の抵抗値の並列接続の抵抗値で与えられ、この並列接続の抵抗値が各感圧部の抵抗値になる。
従って、一対の平面上対向電極を形成した一方の絶縁フィルムの内面上に、汎用の抵抗インク等を用いて層状の固定抵抗を一対の平面上対向電極に接続した状態で所定の抵抗値に形成し、同時に、他方の絶縁フィルムの内面上に汎用の感圧インク等を用いて層状の感圧抵抗層を所定特性に形成することができ、さらに、面合わせした２枚の絶縁フィルム内に複数の感圧部を形成しているので、外部からの水分等の侵入に対して強く且つ取り扱いも容易であり、よって、第一の特徴構成に係る着座検出装置の好適な実施形態が提供される。
同第五の特徴構成は、上記第二の特徴構成に加えて、微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シートに敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に、平面視で前記各感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の平面上対向電極が形成されるとともに、前記固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、前記２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に、低抵抗状態の前記感圧スイッチを構成する低抵抗層が前記一対の平面上対向電極の形成領域に対向して形成されている点にある。
すなわち、座席シートに敷設された上記構成の２枚の絶縁フィルムに対して荷重が加わらない状態では、２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に形成した一対の平面上対向電極は、２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に形成された低抵抗層とは微小間隙を隔て非接触であるので、一対の平面上対向電極間の抵抗値は同じ絶縁フィルムの内面上に形成された固定抵抗を構成する抵抗層の抵抗値で与えられ、この固定抵抗の抵抗値が各感圧部の抵抗値になる。一方、上記２枚の絶縁フィルムに対して荷重が加わると、平面視で絶縁フィルムの当該荷重箇所に対応する各感圧部の部分が撓み、２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に形成した一対の平面上対向電極が、２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に形成された低抵抗状態の感圧スイッチを構成する低抵抗層に接触するので、一対の平面上対向電極間の抵抗値は、上記低抵抗状態の感圧スイッチを構成する低抵抗層の抵抗値と固定抵抗を構成する抵抗層の抵抗値との並列接続の抵抗値で与えられ、この並列接続の抵抗値が各感圧部の抵抗値になる。
従って、一対の平面上対向電極を形成した一方の絶縁フィルムの内面上に、汎用の抵抗インク等を用いて層状の固定抵抗を一対の平面上対向電極に接続した状態で所定の抵抗値に形成し、同時に、他方の絶縁フィルムの内面上に汎用の低抵抗インク等を用いて層状の低抵抗値の感圧スイッチを形成することができるとともに、低抵抗層が上記平面上対向電極に対して接触及び離間するスイッチ構造であるので、スイッチ非作動時の高抵抗状態とスイッチ作動時の低抵抗状態とに確実に切り換えることができ、さらに、面合わせした２枚の絶縁フィルム内に複数の感圧部を形成しているので、外部からの水分等の侵入に対して強く且つ取り扱いも容易であり、よって、第二の特徴構成に係る着座検出装置の好適な実施形態が提供される。
同第六の特徴構成は、上記第三の特徴構成に加えて、微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シートに敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルムのいずれか一方の内面上に、平面視で前記各第１感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の第１平面上対向電極が形成されるとともに、前記第１固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の第１平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の第１平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、且つ、前記２枚の絶縁フィルムのいずれか他方の内面上に、前記感圧抵抗を構成する感圧抵抗層が前記一対の第１平面上対向電極の形成領域に対向して形成され、前記２枚の絶縁フィルムのいずれか一方の内面上に、平面視で前記各第２感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の第２平面上対向電極が形成されるとともに、前記第２固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の第２平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の第２平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、且つ、前記２枚の絶縁フィルムのいずれか他方の内面上に、低抵抗状態の前記感圧スイッチを構成する低抵抗層が前記一対の第２平面上対向電極の形成領域に対向して形成されている点にある。
すなわち、第六の特徴構成は、微小間隙を隔てて面合わせされた状態で座席シートに敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルムに、第四の特徴構成の感圧部を第１感圧部として、第五の特徴構成の感圧部を第２感圧部として夫々備えさせたものである。尚、上記第１感圧部における感圧抵抗を構成する感圧抵抗層と、上記第２感圧部における感圧スイッチを構成する低抵抗層は、上記２枚の絶縁フィルムのうちの同じ絶縁フィルム上に形成してもよいし、異なる絶縁フィルム上に形成してもよい。
従って、第四の特徴構成による作用効果と、第五の特徴構成による作用効果の両方の作用効果を奏し得る第三の特徴構成に係る着座検出装置の好適な実施形態が提供される。
本発明に係る着座検出装置を自動車の座席シートに適用した場合の第１、第２、第３の各実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は自動車の助手席の斜視図であり、座席シート１は、上から順にシート表皮２、シートクッション３、クッション支持バネ４などで構成されている。１０は後述の感圧センサであり、５は背部シートである。
〔第１実施形態〕
第１実施形態の着座検出装置は、図２及び図３に示すように、圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗Ｒｓと固定抵抗Ｒｃとの並列接続で構成された感圧部６が複数個直列に接続されて座席シート１に分散配置された感圧センサ１０と、感圧センサ１０において直列接続された複数個の感圧部６の抵抗値Ｒｓｕｍから座席シート１に加わる荷重（以下、総荷重という）を求め、その総荷重に基づいて座席シート１上の着座状態を判別する判別部２０とを備えている。上記複数個の感圧部６の直列抵抗値Ｒｓｕｍは、Ｒｓｕｍ＝Ｒｇ１＋Ｒｇ２＋Ｒｇ３＋‥‥‥＋Ｒｇｎの計算式より求められる。ここで、Ｒｇ１，Ｒｇ２，Ｒｇ３，Ｒｇｎ等は各感圧部６における感圧抵抗Ｒｓと固定抵抗Ｒｃの並列接続の抵抗値Ｒｇ＝ＲｓＲｃ／（Ｒｓ＋Ｒｃ）を表す。
上記判別部２は、感圧センサ１０の出力端子が接続される乗員検知ＥＣＵ２０によって構成されている。そして、この乗員検知ＥＣＵ２０の乗員検知情報はエアバック制御ＥＣＵ３０に伝達され、エアバック制御ＥＣＵ３０において助手席エアバック４０の制御に用いられる。
上記感圧センサ１０の各感圧部６の具体構造を図４に示す。すなわち、微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シート１に敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂの一方の内面上に、平面視で前記各感圧部６の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の平面上対向電極としての櫛歯状電極８ａ，８ｂが形成されるとともに、前記固定抵抗Ｒｃを構成する抵抗層９が前記一対の櫛歯状電極８ａ，８ｂの電極間を結ぶ状態で前記一対の櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域の横側方位置に形成され、前記２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂの他方の内面上に、前記感圧抵抗Ｒｓを構成する感圧抵抗層１１が前記一対の櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域に対向して形成されている。図中、１２は２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂの間隙を設定するスペーサと、両フィルム７ａ，７ｂを接合させる接合部材の役割を果たす樹脂層である（図９、図１３において同じ）。なお、上記抵抗層９には所定の抵抗を有する公知の抵抗インクが使用され、感圧抵抗層１１には圧力が加わると抵抗値が小さくなる公知の感圧インクが使用される。
そして、上記フィルム構造の感圧センサ１０を座席シート１に搭載する。具体的には、シート表皮２とシートクッション３の間、シートクッション３の内部、シートクッション３とクッション支持バネ４の間などに敷設する。図１には、シートクッション３の上部箇所に敷設した場合を示している。
次に、図５、図６及び図７に基づいて、前記乗員検知ＥＣＵ２０（判定部２０）の乗員検知処理について説明する。
先ず、感圧センサ１０における複数個の感圧部６の直列抵抗値Ｒｓｕｍから座席シート１に加わる総荷重Ｗｓを計測する。ここで、上記感圧部６の直列抵抗値Ｒｓｕｍと総荷重Ｗｓとの関係は予め実験により求めておく。すなわち、図６に示すように、総荷重Ｗｓが大きくなるに従って、二次曲線的に直列抵抗値Ｒｓｕｍが低下する関係であり、例えば、大人着座時の直列抵抗値をＲｓｕｍ（大人）、子供着座時の直列抵抗値をＲｓｕｍ（小人）とすると、Ｒｓｕｍ（大人）＜Ｒｓｕｍ（小人）となる。
次に、計測した総荷重Ｗｓを第１閾値Ｗ１、第２閾値Ｗ２と比較する。ここで、第１閾値Ｗ１は荷重値ゼロと子供が着座したときの荷重値との間に設けた閾値であり、第２閾値Ｗ２は子供が着座したときの荷重値と大人が着座したときの荷重値との間に設けた閾値であり、Ｗ１＜Ｗ２である（図７参照）。
尚、図７は、座席シート１に子供と大人を夫々着座させたときに、上記感圧部６の直列抵抗値Ｒｓｕｍから求まる総荷重Ｗｓと、第２実施形態において後述する感圧スイッチの作動数ｎの相関分布を示す実験データであり、子供の場合の分布領域をＫ１で示し、大人の場合の分布領域をＫ２で示している。
上記各閾値Ｗ１，Ｗ２との比較で、総荷重Ｗｓが第１閾値Ｗ１よりも小さいときは、乗員無しと判定し、総荷重Ｗｓが第１閾値Ｗ１と第２閾値Ｗ２の間にあるときは、子供が着座していると判定し、総荷重Ｗｓが第２閾値Ｗ２よりも大きいときは、大人が着座していると判定する。
〔第２実施形態〕
第２実施形態では、感圧センサ１０の構成と判別部２０の乗員検知構成が第１実施形態と異なるが、他の点については第１実施形態と同様に構成されている。以下、相違点について説明する。
第２実施形態の着座検出装置は、図２及び図８に示すように、圧力によって高抵抗状態及び低抵抗状態に切換自在な感圧スイッチＲｓｗと固定抵抗Ｒｃｗとの並列接続で構成された感圧部６Ａが複数個直列に接続されて座席シート１に分散配置された感圧センサ１０Ａと、感圧センサ１０Ａにおいて直列接続された複数個の感圧部６Ａの抵抗値Ｒｓｕｗから前記感圧スイッチＲｓｗの作動数を求め、その作動数に基づいて前記座席シート１上の着座状態を判別する判別部２０（乗員検知ＥＣＵ２０）とを備えている。上記複数個の感圧部６Ａの直列抵抗値Ｒｓｕｗは、Ｒｓｕｗ＝Ｒｇｗ１＋Ｒｇｗ２＋Ｒｇｗ３＋‥‥‥＋Ｒｇｗｎの計算式より求められる。ここで、Ｒｇｗ１，Ｒｇｗ２，Ｒｇｗ３，Ｒｇｗｎ等は各感圧部６Ａにおける感圧スイッチＲｓｗと固定抵抗Ｒｃｗの並列接続の抵抗値Ｒｇｗ＝ＲｓｗＲｃｗ／（Ｒｓｗ＋Ｒｃｗ）を表す。
上記感圧センサ１０Ａの各感圧部６Ａの具体構造を図９に示す。すなわち、微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シート１に敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂの一方の内面上に、平面視で前記各感圧部６Ａの位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の平面上対向電極としての櫛歯状電極８ａ，８ｂが形成されるとともに、前記固定抵抗Ｒｃｗを構成する抵抗層９Ａが一対の櫛歯状電極８ａ，８ｂの電極間を結ぶ状態で一対の櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域の横側方位置に形成され、前記２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂの他方の内面上に、低抵抗状態の前記感圧スイッチＲｓｗを構成する低抵抗層１１Ａが前記一対の櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域に対向して形成されている。なお、上記抵抗層９Ａには所定の抵抗を有する公知の抵抗インクが使用され、低抵抗層１１Ａには公知の低抵抗インクが使用される。
次に、図１０、図１１及び図７に基づいて、前記乗員検知ＥＣＵ２０（判定部２０）の乗員検知処理について説明する。
先ず、感圧センサ１０Ａにおける複数個の感圧部６Ａの直列抵抗値Ｒｓｕｗから感圧スイッチＲｓｗの作動数ｎを計測する。ここで、上記感圧部６Ａの直列抵抗値Ｒｓｕｗと感圧スイッチＲｓｗの作動数ｎとの関係は予め実験により求めておく。すなわち、図１１に示すように、感圧スイッチＲｓｗの作動数ｎの増加に対して直列抵抗値Ｒｓｕｗが直線的に小さくなる関係である。以下、感圧スイッチＲｓｗの作動数ｎを作動セル数ｎと呼ぶ。
次に、上記作動セル数ｎを第１閾値ｎ１、第２閾値ｎ２と比較する。ここで、第１閾値ｎ１は作動セル数ゼロと子供が着座したときの作動セル数との間に設けた閾値であり、第２閾値ｎ２は子供が着座したときの作動セル数と大人が着座したときの作動セル数との間に設けた閾値であり、ｎ１＜ｎ２である（図７参照）。
上記各閾値ｎ１，ｎ２との比較で、作動セル数ｎが第１閾値ｎ１よりも小さいときは、乗員無しと判定し、作動セル数ｎが第１閾値ｎ１と第２閾値ｎ２の間にあるときは、子供が着座していると判定し、作動セル数ｎが第２閾値ｎ２よりも大きいときは、大人が着座していると判定する。
〔第３実施形態〕
第３実施形態では、第１実施形態の感圧センサ１０を第１感圧センサ１０として備え、第２実施形態の感圧センサ１０Ａを第２感圧センサ１０Ａとして備え、判別部２０の構成が第１実施形態と異なるが、他の点については第１実施形態と同様に構成されている。以下、相違点について説明する。
第３実施形態の着座検出装置は、図１２に示すように、圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗Ｒｓと第１固定抵抗Ｒｃとの並列接続で構成された第１感圧部６が複数個直列に接続されて座席シート１に分散配置された第１感圧センサ１０と、圧力によって高抵抗状態及び低抵抗状態に切換自在な感圧スイッチＲｓｗと第２固定抵抗Ｒｃｗとの並列接続で構成された第２感圧部６Ａが複数個直列に接続されて前記座席シート１に分散配置された第２感圧センサ１０Ａと、前記第１感圧センサ１０において直列接続された複数個の第１感圧部６の抵抗値Ｒｓｕｍから前記座席シート１に加わる総荷重を求め、前記第２感圧センサ１０Ａにおいて直列接続された複数個の第２感圧部６Ａの抵抗値Ｒｓｕｗから前記感圧スイッチＲｓｗの作動数を求め、その総荷重と作動数に基づいて前記座席シート１上の着座状態を判別する判別部２０（乗員検知ＥＣＵ２０）とを備えている。
上記第１感圧センサ１０の第１感圧部６と、第２感圧センサ１０Ａの第２感圧部６Ａの具体構造を図１３に示す。すなわち、微小間隙を隔てて面合わせされた状態で座席シート１に敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂのいずれか一方の内面上に、平面視で各第１感圧部６の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の第１平面上対向電極としての第１櫛歯状電極８ａ，８ｂが形成されるとともに、前記第１固定抵抗Ｒｃを構成する抵抗層９が一対の第１櫛歯状電極８ａ，８ｂの電極間を結ぶ状態で一対の第１櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域の横側方位置に形成され、且つ、前記２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂのいずれか他方の内面上に、前記感圧抵抗Ｒｓを構成する感圧抵抗層１１が一対の第１櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域に対向して形成され、また、前記２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂのいずれか一方の内面上に、平面視で各第２感圧部６Ａの位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の第２平面上対向電極としての第２櫛歯状電極８ａ，８ｂが形成されるとともに、前記第２固定抵抗Ｒｃｗを構成する抵抗層９Ａが一対の第２櫛歯状電極８ａ，８ｂの電極間を結ぶ状態で一対の第２櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域の横側方位置に形成され、且つ、前記２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂのいずれか他方の内面上に、低抵抗状態の前記感圧スイッチＲｓｗを構成する低抵抗層１１Ａが一対の第２櫛歯状電極８ａ，８ｂの形成領域に対向して形成されている。
図１３において、（イ）は、第１感圧部６の抵抗層９と第１櫛歯状電極８ａ，８ｂ、及び、第２感圧部６Ａの抵抗層９Ａと第２櫛歯状電極８ａ，８ｂを、２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂのうちの同一の絶縁フィルム７ａの内面上に形成し、第１感圧部６の感圧抵抗層１１と第２感圧部６Ａの低抵抗層１１Ａを同一の絶縁フィルム７ｂの内面上に形成した構造例を示す。一方、図１３（ロ）は、上記（イ）とは異なり、第１感圧部６の抵抗層９と第１櫛歯状電極８ａ，８ｂ、及び、第２感圧部６Ａの抵抗層９Ａと第２櫛歯状電極８ａ，８ｂを、別の絶縁フィルムの内面上に形成し、第１感圧部６の感圧抵抗層１１と第２感圧部６Ａの低抵抗層１１Ａを別の絶縁フィルムの内面上に形成した構造例を示す。
次に、図１４及び図７に基づいて、前記乗員検知ＥＣＵ２０（判定部２０）の乗員検知処理について説明する。
先ず、第２感圧センサ１０Ａにおける複数個の感圧部６Ａの直列抵抗値Ｒｓｕｗから感圧スイッチＲｓｗの作動数（作動セル数）ｎを計測する（図１１参照）。次に、上記作動セル数ｎを前記閾値ｎ１（作動セル数ゼロと子供が着座したときの作動セル数との間に設けた閾値）と比較する。
上記閾値ｎ１との比較で、作動セル数ｎが閾値ｎ１よりも小さいときは、乗員無しと判定し、作動セル数ｎが閾値ｎ１よりも大きいときは、総荷重用の閾値Ｗ３を読み込む。ここで、閾値Ｗ３の読み込みについて説明すると、図７に示すように、予め実験により、子供が着座したときの荷重値Ｗｓ及び作動セル数ｎの分布領域Ｋ１と、大人が着座したときの荷重値Ｗｓ及び作動セル数ｎの分布領域Ｋ２のデータを収集し、両分布領域Ｋ１，Ｋ２の中間に位置するように閾値直線ＩＫを設定しておく。そして、上記作動セル数ｎの計測値（例えばｎ３）を閾値直線ＩＫに代入して上記閾値Ｗ３を求める。
次に、第１感圧センサ１０における複数個の感圧部６の直列抵抗値Ｒｓｕｍから座席シート１に加わる総荷重Ｗｓを計測し（図６参照）、計測した総荷重Ｗｓを上記閾値Ｗ３と比較する。そして、上記閾値Ｗ３との比較で、総荷重Ｗｓが閾値Ｗ３よりも小さいときは、子供が着座していると判定し、総荷重Ｗｓが閾値Ｗ３よりも大きいときは、大人が着座していると判定する。
〔別実施形態〕
上記実施形態では、感圧センサ１０，１０Ａにおいて複数個の感圧部６，６Ａを直列接続する場合に、全ての感圧部６，６Ａを１組にして直列接続するように構成したが、これ以外に、複数個の感圧部６，６Ａをいくつかのグループに分けてグループ毎に直列接続し、判別部２０が、グループ毎の感圧部６，６Ａの直列抵抗値に基づいて、総荷重Ｗｓ又は感圧スイッチの作動数ｎを求めるようにしてもよい。
上記実施形態では、各感圧部６，６Ａの具体構造として、微小間隙を隔てて面合わせされた２枚の絶縁フィルム７ａ，７ｂの一方の内面に、固定抵抗層９，９Ａが接続された一対の平面上対向電極（具体的には、櫛歯状電極８ａ，８ｂ）を形成し、他方の絶縁フィルム７ａ，７ｂの内面に櫛歯状電極８ａ，８ｂと対向させて、感圧抵抗層１１や感圧スイッチの低抵抗層１１Ａを形成したが、これ以外に、１枚の絶縁フィルムの表面に、一対の櫛歯状電極と、この一対の櫛歯状電極に接続させた状態で、固定抵抗層と、感圧抵抗層や感圧スイッチの低抵抗層を形成してもよい。
上記実施形態では、平面上対向電極（第１平面上対向電極、第２平面上対向電極）８ａ，８ｂを、櫛歯状電極で構成したが、櫛歯状に限らず、各種電極形状が採用できる。
上記第１及び第３実施形態では、感圧抵抗Ｒｓの抵抗値が圧力が大きくなるに従って小さくなるように構成したが、逆に、感圧抵抗Ｒｓが圧力が大きくなるに従って抵抗値が大きくなるように構成してもよい。
上記第２及び第３実施形態では、感圧スイッチＲｓｗが圧力の印加により高抵抗状態から低抵抗状態に切換わるように構成したが、逆に、圧力の印加により低抵抗状態から高抵抗状態に切換わるように構成してもよい。
上記実施形態では、本発明に係る着座検出装置を自動車の座席シートに適用したが、その他の各種座席シートにおける着座状態の検出に適用することができる。
本発明の着座検出装置が搭載される座席シートの全体を示す一部断面斜視図 感圧センサの全体形状を示す平面図 第１実施形態の着座検出装置の電気的構成を示す回路図 第１実施形態の感圧部の構造を示す平面図と側面断面図 第１実施形態での乗員判定処理のフローチャート 総荷重と感圧センサの抵抗値の関係を示すグラフ 総荷重及び感圧スイッチの作動数と乗員の種類との相関関係を示すグラフ 第２実施形態の着座検出装置の電気的構成を示す回路図 第２実施形態の感圧部の構造を示す平面図と側面断面図 第２実施形態での乗員判定処理のフローチャート 感圧スイッチの作動数と感圧センサの抵抗値の関係を示すグラフ 第３実施形態の着座検出装置の電気的構成を示す回路図 第３実施形態の感圧部の構造を示す側面断面図 第３実施形態での乗員判定処理のフローチャート
符号の説明
１ 座席シート
６ 感圧部（第１感圧部）
６Ａ 感圧部（第２感圧部）
７ａ，７ｂ 絶縁フィルム
８ａ，８ｂ 平面上対向電極（第１平面上対向電極、第２平面上対向電極）
９ 抵抗層
９Ａ 抵抗層
１０ 感圧センサ（第１感圧センサ）
１０Ａ 感圧センサ（第２感圧センサ）
１１ 感圧抵抗層
１１Ａ 低抵抗層
２０ 判別部
Ｒｃ 固定抵抗
Ｒｃｗ 固定抵抗
Ｒｓ 感圧抵抗
Ｒｓｗ 感圧スイッチ

Claims (6)

  1. 圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗と固定抵抗との並列接続で構成された感圧部が複数個直列に接続されて座席シートに分散配置された感圧センサと、
    前記感圧センサにおいて直列接続された複数個の感圧部の抵抗値から前記座席シートに加わる荷重を求め、その荷重に基づいて前記座席シート上の着座状態を判別する判別部とを備えている着座検出装置。
  2. 圧力によって高抵抗状態及び低抵抗状態に切換自在な感圧スイッチと固定抵抗との並列接続で構成された感圧部が複数個直列に接続されて座席シートに分散配置された感圧センサと、
    前記感圧センサにおいて直列接続された複数個の感圧部の抵抗値から前記感圧スイッチの作動数を求め、その作動数に基づいて前記座席シート上の着座状態を判別する判別部とを備えている着座検出装置。
  3. 圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗と第１固定抵抗との並列接続で構成された第１感圧部が複数個直列に接続されて座席シートに分散配置された第１感圧センサと、
    圧力によって高抵抗状態及び低抵抗状態に切換自在な感圧スイッチと第２固定抵抗との並列接続で構成された第２感圧部が複数個直列に接続されて前記座席シートに分散配置された第２感圧センサと、
    前記第１感圧センサにおいて直列接続された複数個の第１感圧部の抵抗値から前記座席シートに加わる荷重を求め、前記第２感圧センサにおいて直列接続された複数個の第２感圧部の抵抗値から前記感圧スイッチの作動数を求め、その荷重と作動数に基づいて前記座席シート上の着座状態を判別する判別部とを備えている着座検出装置。
  4. 微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シートに敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に、平面視で前記各感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の平面上対向電極が形成されるとともに、前記固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、
    前記２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に、前記感圧抵抗を構成する感圧抵抗層が前記一対の平面上対向電極の形成領域に対向して形成されている請求項１記載の着座検出装置。
  5. 微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シートに敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルムの一方の内面上に、平面視で前記各感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の平面上対向電極が形成されるとともに、前記固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、
    前記２枚の絶縁フィルムの他方の内面上に、低抵抗状態の前記感圧スイッチを構成する低抵抗層が前記一対の平面上対向電極の形成領域に対向して形成されている請求項２記載の着座検出装置。
  6. 微小間隙を隔てて面合わせされた状態で前記座席シートに敷設される可撓性の２枚の絶縁フィルムのいずれか一方の内面上に、平面視で前記各第１感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の第１平面上対向電極が形成されるとともに、前記第１固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の第１平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の第１平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、且つ、前記２枚の絶縁フィルムのいずれか他方の内面上に、前記感圧抵抗を構成する感圧抵抗層が前記一対の第１平面上対向電極の形成領域に対向して形成され、
    前記２枚の絶縁フィルムのいずれか一方の内面上に、平面視で前記各第２感圧部の位置に対応して、フィルム面方向に電極間距離を隔てた一対の第２平面上対向電極が形成されるとともに、前記第２固定抵抗を構成する抵抗層が前記一対の第２平面上対向電極の電極間を結ぶ状態で前記一対の第２平面上対向電極の形成領域の横側方位置に形成され、且つ、前記２枚の絶縁フィルムのいずれか他方の内面上に、低抵抗状態の前記感圧スイッチを構成する低抵抗層が前記一対の第２平面上対向電極の形成領域に対向して形成されている請求項３記載の着座検出装置。
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