JP4499714B2 - 車両用の移動可能なシートまたは取り外し自在なシート - Google Patents

Description

本発明は、車両用の移動可能なシートまたは取り外し自在なシートに関する。

現在、１つ以上の取り外し自在なシート、例えばリムーバブルシートが設けられた多くの車両が製造されている。車両のドライバーが、例えば大きい荷物、すなわちかさばった荷物を運びたい場合、車両からこれらシートを取り外すことができるようになっている。シートの位置を調節できるように移動自在なシートおよび安全ベルトのためのピラーループ高さアジャスタが設けられている車両もある。

事故が起きた場合にシート搭乗者を保護するようになっている安全装置を制御するのに使用される１つ以上のセンサスイッチを車両のシートに組み込まなければならないことが多い。例えばシートに搭乗者が乗っていることを示す重量検出スイッチを設けなければならない場合がある。更に、シート搭乗者が安全ベルトを使用しているか、いないかを検出するためのバックルスイッチが必要とされる場合もある。安全装置、例えばエアバッグの設置を適性に管理するために、かかるスイッチから誘導される信号は不可欠なものである。極めて複雑なケースにおいて、シートおよび／またはシート搭乗者に関するパラメータを検出するよう、その他多くのタイプのスイッチを設けることができる。

車両のシートが所定位置に永続的に固定されている場合、車両内の安全装置の設置を管理するのに使用される中央制御ユニットに各スイッチを固定配線により接続できる。診断目的のためにスイッチを閉じることなく、時々配線の状態をチェックできるように、スイッチと並列に抵抗器を接続することが好ましい。

しかしながら、車両のシートを取り外し自在なシートとする場合、シート内のセンサスイッチと中央制御ユニットの間で固定配線を使用することはできない。シートを車両内に設置したり、または車両から取り外すたびに、コネクタを接続したり外したりするような配線装置を設けることは可能であるが、車両のユーザーが、必要な接続をすることを忘れることはあり得るので、このタイプの配線装置は好ましいものではない。従って、例えばトランス状の誘導結合を使用してシート内のスイッチの状態に関する情報を無接点で伝達することが望ましい。車両のシートは従来の調節自在なシートであっても、シートと車両との間である種の無線接続を使用することが望ましい。ループの高さを検出するためのセンサを有する、高さアジャスタを備えたピラーループのような部品に対しては、ピラーループを設置するときに永続的な配線接続をすることは困難であり、ピラーループ内のセンサにも無線接続することが望ましい。

上記のように、診断目的のために、スイッチに対して並列に抵抗器が設けられているとき、スイッチが閉じられたときに検出されるものは抵抗値の変化であると理解すべきである。この場合、回路はスイッチに並列な抵抗器の公称値の抵抗値に等価的な抵抗値の高抵抗回路から低抵抗回路まで変化する。

しかしながら、例えばトランスによって構成されるように、回路内に無接点の伝達手段がある場合、トランスの結合係数は、回路の抵抗値の測定値に影響する。例えばトランスが２つの部品から構成されており、一方の部品がシートに設けられ、他方の部品が車両側に設けられている場合、結合係数の実際の値は予測できず、結合係数は比較的小さい値となり得る。従って、シートと中央制御ユニットの間で無接点伝達される場合、車両のシート内のスイッチと抵抗器との組み合わせの抵抗値を正確に判断することは極めて困難である。
本発明は、車両用の改良された移動自在なシートまたは取り外し自在なシートを提供せんとするものである。

本発明によれば、シートが、ユニットと車両に取り付けられた第２インダクタとの間の誘導結合の一部を形成する第１インダクタを内蔵し、前記第１インダクタが少なくとも１つのコンデンサを内蔵する共振回路の一部を形成し、検出されたパラメータに応答して共振回路の共振周波数が変化できる、車両用の取り外し自在なシートが提供される。

前記可変パラメータは、高さ調節可能なベルトデフレクタの位置であることが好ましい。

前記パラメータは、ヘッドレストの位置であることが好ましい。

前記パラメータは、バックレストの傾きであることがことが好ましい。

前記パラメータは、安全ベルトシステムの一部の状態であることが好ましい。

前記パラメータは、安全ベルト巻き取り器の状態であることが好ましい。

前記パラメータは、安全ベルトバックルの状態であることが好ましい。

前記パラメータは、前記シートのクッションに加えられる重量であることが好ましい。

前記共振回路は、前記回路に接続したり、前記回路から切り離されるようコンデンサをスイッチングするためのスイッチに関連する少なくとも１つのコンデンサを含むことが好ましい。

前記シートは、複数のコンデンサを内蔵し、各コンデンサは前路回路に接続したり、前記回路から切り離されるようコンデンサを別々にスイッチングできるようにするためのそれぞれのスイッチを有することが好ましい。

前記共振回路は、受動的回路であることが好ましい。

前記シートは、車両と組み合わせて設けられており、前記車両には無接点伝達手段を形成するよう、前記第１インダクタと協動するための前記第２インダクタが設けられており、前記第２インダクタは、信号発生器（２９）兼アナライザと関連し、共振回路を励起させる励起信号を発生すると共に、共振回路からの信号を分析するようになっていることが好ましい。

前記共振回路は、前記スイッチの状態に応じた２つの共振周波数を有し、前記共振回路が発生した信号の基本周波数の奇数次の高調波である共振周波数を有するような信号を前記信号発生器が発生するようになっていることが好ましい。

前記信号発生器は、複数の別個の信号を発生するようになっており、各信号は回路の発生可能な共振周波数である別の周波数を有することが好ましい。

これら別個の信号は、いずれも同時に発生してもよいが、前記信号発生器は、発生可能な異なる共振周波数の連続する信号を発生するようになっていることが好ましい。

一実施例では、前記信号発生器兼アナライザは、ある時間の間に信号を発生し、次の時間の間に信号を分析するようになっている。一実施例では、この発生器兼アナライザは、分析された信号を平均し、平均の位相と前記信号発生器が発生した信号の位相とを比較するようになっている。

上記と異なり、前記信号発生器兼アナライザは、信号を発生すると同時に信号を分析するようになっている。

本発明の理解をより容易にし、更に本発明の特徴を理解できるようにするために、以下添付図面を参照し例により本発明の実施例について説明する。

図１を参照すると、ここには車両のシート１が示されている。このシートは車両のドライバーが車両から取り外したり再度取り付けできるような、取り外し自在なシートとなっている。このシートはクッション２と、バックレスト３とを備え、バックレスト３は軸線４を中心としてクッション２に対して枢動自在である。このバックレスト３はヘッドレスト５を支持しており、このヘッドレスト５は支持アーム６によってバックレストに接続されている。ヘッドレスト５の位置は支持アーム６を上下に移動することによって調節することができる。

シート１には安全ベルト７が設けられており、この安全ベルト７は巻き取り器のリール８に取り付けられている。シートベルト７の一部は高さが調節自在なループデフレクタ９を貫通している。安全ベルトに設けられたタングを受けるためのバックル１０が設けられている。

シート１内には種々のセンサスイッチが設けられており、シートのクッション内に第１センサスイッチ１１が取り付けられており、この第１センサスイッチ重量応答センサスイッチとなっている。従って、搭乗者がシートに腰掛けると、このスイッチは閉じられる。

バックル１０にはスイッチ１２が組み込まれており、シートベルトのタングがバックル１０内に挿入されると、スイッチ１２が閉じられ、よってシートの搭乗者がシートベルト７を着用したことが示される。

高さ調節自在なループデフレクタ９にはセンサスイッチ１３が設けられており、このセンサスイッチ１３はループデフレクタの調節高さを表示するよう、適当な態様で閉じられるようになっている。バックレスト３にはクッション２に対するバックレスト３の傾斜度に応答自在なセンサスイッチ１４が設けられており、巻き取り器８には巻き取り器から引き出される安全ベルトの長さに応じて閉じられるセンサスイッチ１５が設けられている。ヘッドレスト５はヘッドレストの移動度に応じて閉じられるセンサスイッチ１６が連動している。

以上でこれまで多数の簡単なスイッチを参照したが、これまで説明したスイッチの多くは簡単なオンオフスイッチを出力する代わりに、以下詳細に説明するように、出力が徐々に大きくなるようなセンサに置き換えてもよいと理解すべきである。

シート１にはインダクタ１７が設けられており、以下説明するように、このインダクタ１７を含む回路内には種々のスイッチおよびセンサが設けられている。

図１はシート１を取り付ける車両のフロア２０の一部も示している。このフロア２０にはインダクタ２１が設けられており、このインダクタ２１はシートに設けられたインダクタ１７と協動し、シートと車両との間にトランスすなわち無接点伝達装置を形成している。インダクタ２１はワイヤー２２により中央制御ユニット２３に接続されている。この制御ユニット２３は種々の安全装置、例えば安全装置２４の設置を制御するようになっている。

図２は、車両およびシート内に設けられた回路を略図で示すが、表示を簡潔にするためにシート内の回路は１つのセンサスイッチしか備えていない。

図２をより詳細に検討すると、シートに設けられたインダクタ１７は、同調共振回路の一部を形成する。この共振回路はインダクタ１７と並列に接続された第１コンデンサ２５を備え、更にインダクタ１７と第１コンデンサ２５との組み合わせに並列に接続された第２コンデンサ２６とスイッチ２７の直列接続も備える。従って、スイッチ２７はこのスイッチが開であるか閉であるかに応じて共振回路に対して第２コンデンサ２６を（図３に示されるように）接続状態および（図２に示されるように）切り離し状態に切り換えるのに有効である。

図２に示された回路はスイッチ２７が開の場合にインダクタ１７のインダクタンス９とコンデンサ２５の容量によって決定される周波数を有する共振回路が形成されるように構成されていることが理解できよう。しかしながら、スイッチが閉じられると、この回路の共振周波数は、コンデンサ２５と２６との組み合わせと、インダクタンスＬ１とによって決定される第２の共振周波数となる。

図２は車両のフロア２０に設けられたインダクタ２１およびこのインダクタ２１に接続された信号処理回路２８も示している。この信号処理回路２８はこの回路の出力が中央制御ユニット２３に接続された状態で、インダクタ２１に隣接してもよいし、またはこれとは異なり、信号処理回路２８が中央制御ユニット２３の一部を形成していてもよい。

信号処理回路２８は信号発生器兼信号アナライザ２９を内蔵している。この信号発生器兼アナライザ２９は、回路内で抵抗器３０と共にインダクタ２１に接続されている。更に、インダクタ２１を有する回路にはシュミットトリガー回路となっているパルス整形器３１も接続されており、このシュミットトリガー回路は、インダクタ２１内に存在するサイン波を矩形パルス波に変換するように接続されている。

信号発生器兼アナライザ２９は番号３２で示されるように、周波数Ｆ０を有する矩形波電流信号を発生するようになっている。この矩形波はインダクタ２１からインダクタ１７へ電磁誘導により伝達されるので、共振回路を励起する。この共振回路は番号３３で示されるような電圧周波数Ｆ５で共振する。この電圧曲線はほとんど純粋なサイン波である。共振回路からの信号はインダクタ１７からインダクタ２１へ送信し戻される。インダクタ２１から信号整形回路３１へ信号が送られ、信号整形回路への入力信号３４は信号３３と等価的なサイン波電圧であるが、矩形波３２の極性が変化するときにいつも発生するスパイク波が追加される。この信号３３は矩形波Ｆ０の５次高調波の周波数Ｆ５を有する矩形波３５を発生するように、信号整形回路３１によって整形される。この矩形波３５は信号発生器兼アナライザ２９によって分析される。

ここで、スイッチ２７が開状態にある、これまで説明した実施例では、車両のシート内に設けられた共振回路の共振周波数は、周波数Ｆ０の５次高調波Ｆ５であるが、（図３に示されるように）スイッチ２７が閉じた状態にある場合、シート内の回路の共振周波数は周波数Ｆ０の３次高調波Ｆ３となる。

従って、図３に示されるように、スイッチ２７が閉状態にある場合、信号３３、３４および３５の周波数はいずれも、最初に発生した矩形波信号３２の３次高調波であるＦ３となる。

従って、図１および２に示された回路が作動すると、信号発生器兼アナライザ２９はまず矩形波Ｆ０を発生するが、この矩形波はインダクタ２１からインダクタ１７へ送られ、インダクタ１７は共振回路を共振させると理解すべきである。この共振回路はスイッチ２７が開か閉であるかに応じて適当な共振周波数で共振する。（図２に示されるように）スイッチが開である場合、共振回路は周波数Ｆ０の５次高調波Ｆ５に共振し、インダクタ１７からインダクタ２１へ信号が送信され、この信号は整形回路３１で整形され、その結果生じる矩形波は信号発生器兼アナライザ２９へ送られる。信号発生器兼アナライザ２９は受信した信号が周波数Ｆ０の３次高調波（図３）であるか、または５次高調波（図２）であるかを判断でき、従って、スイッチ２７が開であるか閉であるかを判断できる。

従って、ここに開示する装置は、スイッチの状態を検出できるようにするだけでなく、対応する回路の診断チェックも実行できるようにすると理解すべきである。

図４は、例示のために設けられた図である。図４に示されたこの回路は、インダクタ２１の一端と信号発生器兼アナライザ２９およびパルス整形器３１との間に接続された制御可能なスイッチ３６が設けられている点を除けば、一般的には図２に示された回路と等価的である。

回路上の種々のポイントはＡ〜Ｄで表示されている。

図５は、回路が作動しているときに、２つの時間Ｔ１、Ｔ２の間でポイントＡ〜Ｄに存在する波形を示すグラフである。最後のＴの間で信号発生器兼アナライザ２９は実際に信号を送り、スイッチ３６は抵抗器３０に接続されるが、次のＴ２の時間では信号発生器兼アナライザ２９は信号を分析し、スイッチ３６はパルス整形回路３１に接続される。

最初に信号発生器兼アナライザ２９がインダクタ２１へのリード線の１つである、ポイントＡから判るように、周波数Ｆ０で矩形は出力信号を発生してるときには、強力な矩形波が生じる。整形回路３１への入力端であるポイントＣでは、信号は発生せず整形回路３１の出力端であるポイントＤでも信号は発生しない。時間Ｔ１の終了時に、スイッチ３６の状態が変化し、信号発生器兼アナライザ２９は分析を開始する。時間Ｔ２の開始時にはシート内に取り付けられた共振回路内のポイントＢにおいて、まだ強力なサイン波が存在する。しかしながら、このサイン波は時間とともに減衰する。このサイン波はインダクタ１７からインダクタ２１へ誘導結合され、理解できるように、ポイントＡでは多少小さくなるが、区別できるサイン波形となっているが、この波形も再び時間と共に減衰する。スイッチ３６は次に整形回路３１の入力端に接続されるので、ポイントＣにおける波形はポイントＡにおける波形と実質的に同一であることが理解できよう。整形回路３１の出力は信号アナライザ２９による信号の分析を容易にする矩形波形となっている。

次に図６を参照すると、信号伝達および信号分析工程は何回も完了できることが理解できよう。整形回路３１によって発生されるような、ポイントＤにおける矩形波信号の位相は、一般に信号発生器兼アナライザ２９によって発生されるような、ポイントＡにおける直前の信号と一般に位相が合っていることが理解できよう。ｎ回の作動にわたる連続する信号を平均することができ、元の矩形波と比較されるこの平均信号は、元の矩形波と位相が合っている。

図７では、同じ工程が繰り返されるが、共振回路は存在せず、スプリアス信号が存在する。分析され、平均化された信号は元の矩形波と位相が一致しないことが理解できよう。平均化された信号はほとんどノイズのようになる。従って、信号発生器兼アナライザ２９は整形回路３１から受信した信号の位相と、最近送信された信号の位相とを比較するようになっている。これによってスプリアス信号を外乱から識別することを補助できる。

上記発明の変形例では、信号発生器兼アナライザ２９が共振回路の各可能な共振周波数に対して別々の波を発生するように構成できることが考えられる。これら別々の波は逐次発生してもよい。

以上で、１つの特定の形態の共振回路を参考にして本発明を説明したが、多くの異なるタイプの共振回路を利用できると理解すべきである。例えば図８は、インダクタ１７が２つのコンデンサ２５、２６の直列接続に接続されており、コンデンサの一方２６がスイッチ２７によって効果的にショートされている変形された共振回路を示す。従って、この回路２７は共振回路に接続されたり、回路から切り離されたりするようコンデンサ２６をスイッチングできる。当然ながら、上記以外の多くの共振回路の構造も利用できる。

これまでの説明は１つのスイッチにしか説明を集中しなかったが、図１では単一のシートは、多数のスイッチを内蔵できることが示されている。図９は、インダクタ１７が共振回路内に接続された回路を示し、この共振回路は、第１コンデンサ２５を内蔵すると共に、関連するスイッチ４１を備えたコンデンサ４０、関連するスイッチ４３を備えたコンデンサ４２、および関連するスイッチ４４を備えたコンデンサ４３を含む多数の別々にスイッチングされる補助コンデンサを更に含む。これらコンデンサの値は、閉じられるスイッチの組み合わせにもかかわらず、明確に識別できる共振周波数が得られるように選択されている。このタイプの回路内には任意の数のコンデンサが存在できると理解すべきである。

図１０は、可変コンデンサである単一コンデンサ４５にインダクタ１７が関連する回路を示す。例えばスイッチ１４の代わりに、シートの背部にあるレーキの度合いに従って容量を調節できる可変コンデンサを使用してもよい。高さ調節可能なデフレクタループ９に関連するスイッチ１３の代わりに、可変コンデンサ４５を使用してもよい。

図１１は、インダクタ１７、コンデンサ２５、更に可変インダクタ４６を備えた共振回路を示す。可変信号を発生しなければならない場合には再び可変インダクタを使用してもよい。

従って、本発明の車両用シート内には車両のシートの状態に従って共振周波数が変化するような共振回路が設けられると理解すべきである。これまで説明した実施例の各々では、シートに設けられた共振回路は能動的部品を有していない。

従って、共振回路の各々は受動的である。

車両のシートおよび車両の一部の略図である。 本発明に係わるシートの特徴を示すいくつかの波形を示す回路図である。 別の波形を示す、図２に対応する図である。 本発明の変形実施例を示す、図２に類似する図である。 図４の回路に関連した波形を示す図である。 図４の回路に関連した波形を示す別の図である。 比較のために波形を示す別の図である。 図２、３および４の回路の一部の変形例を示す。 別の変形例を示す、図７に対応する図である。 別の変形例を示す、図７に対応する図である。 別の変形例を示す、図７に対応する図である。

Claims (18)

1. 取り外し自在なシートが、前記取り外し自在なシートと車両に取り付けられた第２インダクタ（２１）との間の誘導結合の一部を形成する第１インダクタ（１７）を内蔵し、前記第１インダクタが共振回路の一部を形成し、前記取り外し自在なシートは、前記取り外し自在なシートに関連するパラメータを検出する少なくとも１つのセンサを内蔵し、前記共振回路は、少なくとも２つのコンデンサ（２５、２６）を内蔵し、前記センサは、一方の状態で前記コンデンサを前記共振回路内へ切り替え、かつ他方の状態で前記コンデンサを前記共振回路外へ切り替えるスイッチを制御し、それによって、検出されたパラメータに応答して前記共振回路の共振周波数が変化することを特徴とする車両用の取り外し自在なシート。
2. 前記可変パラメータが、高さ調節可能なベルトデフレクタ（９）の位置である請求項１記載の取り外し自在なシート。
3. 前記パラメータが、ヘッドレスト（５）の位置である請求項１または２記載の取り外し自在なシート。
4. 前記パラメータが、バックレスト（３）の傾きである請求項１〜３のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
5. 前記パラメータが、安全ベルトシステム（７）の一部の状態である請求項１〜４のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
6. 前記パラメータが、安全ベルト巻き取り器（８）の状態である請求項５記載の取り外し自在なシート。
7. 前記パラメータが、安全ベルトバックル（１０）の状態である請求項５記載の取り外し自在なシート。
8. 前記パラメータが、前記取り外し自在なシート（２）のクッションに加えられる重量である請求項１〜７のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
9. 前記共振回路が、前記回路の内外にコンデンサをスイッチングするためのスイッチ（２７）に関連する少なくとも１つのコンデンサ（２５、２６）を含む請求項１〜８のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
10. 複数のコンデンサ（２５、２６）を内蔵し、各コンデンサが回路の内外にコンデンサを別々にスイッチングできるようにするためのそれぞれのスイッチを有する請求項１〜９のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
11. 前記共振回路が、受動的回路である請求項１〜１０のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
12. 前記取り外し自在なシートが、車両と組み合わせて設けられており、前記車両には無接点伝達手段を形成するよう、前記第１インダクタ（１７）と協動するための前記第２インダクタ（２１）が設けられており、前記第２インダクタ（２１）が、信号発生器（２９）兼アナライザと関連し、共振回路を励起させる励起信号を発生すると共に、共振回路からの信号を分析するようになっている請求項１〜１１のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
13. 前記共振回路が、前記スイッチ（２７）の状態に応じた２つの共振周波数を有し、前記共振回路が発生した信号の基本周波数の奇数次の高調波である共振周波数を有するような信号を前記信号発生器が発生するようになっている請求項１２記載の取り外し自在なシート。
14. 前記信号発生器（２９）が、複数の別個の信号を発生するようになっており、各信号が回路の発生可能な共振周波数である別の周波数を有する請求項１２記載の取り外し自在なシート。
15. 前記信号発生器（２９）が、発生可能な異なる共振周波数の連続する信号を発生するようになっている請求項１２記載の取り外し自在なシート。
16. 前記信号発生器兼アナライザ（２９）が、ある時間の間に信号を発生し、次の時間の間に信号を分析するようになっている請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
17. 前記信号発生器兼アナライザ（２９）が、信号を発生すると同時に信号を分析するようになっている請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の取り外し自在なシート。
18. 前記信号発生器兼アナライザ（２９）が、分析された信号を平均し、平均の位相と前記信号発生器が発生した信号の位相とを比較するようになっている請求項１６記載の取り外し自在なシート。

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