DE10046883A1 - Sitzlasterfassungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Sitzlasterfassungsvorrichtung ist offenbart, bei der ein unterer Arm (6) zum Stützen eines Sitzpolsters (9) und einer Rückenlehne (10) mit einer oberen Schiene (3) durch eine vordere Halterung (4) und eine hintere Halterung (5) gekuppelt ist. Eine Verdrehungsmesseinrichtung (12, 13) ist an der Halterung (4, 5) angebracht. Die Halterung (4, 5) weist einen gekrümmten Abschnitt mit einer U-Form oder einer V-Form auf. Der untere Arm (6) und die obere Schiene (5) sind aneinander gekuppelt, wobei deren zu zwei sich gegenüberstehenden Schenkeln des gekrümmten Abschnittes senkrechte Richtung die Vertikale (z) ist. Die Verdrehungsmesseinrichtung (12) hat insgesamt vier Verdrehungserfassungselemente (G11 bis G22), die in einer Matrixverteilung verteilt sind, wobei zwei Elemente in der Ebene der Schenkel in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung und zwei Elemente in der Breitenrichtungsebene der Schenkel angebracht sind. Aufgrund der als Wheatstone-Brücke ausgebildeten Verbindungsleitung dieser Elemente kann eine hohe Verstärkung einer Sitzlasterfassungsspannung e in Bezug auf den Betrag der Änderung der vertikalen Last Fv erzielt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sitzlasterfassung eines Sitzes, der Elemente zum Stützen eines Sitzpolsters und einer Rückenlehne an einem Boden durch Positionierelemente fixiert. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Sitzlasterfassung von einem Sitz, der in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, ohne darauf beschränkt zu sein.

Wenn beispielsweise ein Airbag zum Schützen eines auf einem Sitz sitzenden Fahrgastes in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, ist eine Sitzlasterfassungsvorrichtung an dem Sitz des Fahrzeuges angebracht, um zu erfassen, ob ein Fahrgast auf diesem Sitz sitzt oder nicht, oder um eine Gaserzeugungsmenge zum Aufblasen des Airbags in Übereinstimmung mit dem Gewicht des Fahrgastes geeignet einzustellen.

Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. HEI 11-1 153 offenbart ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Kraftmesseinrichtung zwischen einer Schiene, die gleitfähig einen Fahrzeugsitz in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung in bezug auf die Bewegung des Fahrzeugs führt, und einer Montageklammer, die die Schiene an dem Fahrzeugboden feststehend stützt, so angeordnet ist, dass das Sitzgewicht durch diese Kraftmesseinrichtung erfasst wird. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. HEI 11-1 154 offenbart eine Fahrgasterfassungsvorrichtung, bei der eine Verbindungsbaugruppe zum Messen eines Sitzpolstergewichtes zwischen einem Rahmen zum Stützen eines Sitzpolsters und dem Sitzpolster derart angeordnet ist, dass die Last des Sitzpolsters auf eine Kraftmesseinrichtung durch ein Drehen der Verbindung unter Verwendung eines Stützpunktes aufgebracht wird. Des weiteren offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. HEI 11-94 637 eine Fahrgasterfassungsvorrichtung, bei der eine Verbindungsbaugruppe zum Messen eines Sitzpolstergewichtes zwischen einer Gleitschiene, die durch eine an dem Fahrzeugboden befestigte Schiene geführt wird, und einem Sitzpolster derart angeordnet ist, dass die Sitzpolsterlast auf die Kraftmesseinrichtung durch ein Drehen der Verbindung unter Verwendung eines Stützpunktes aufgebracht wird.

Unter Bezugnahme auf den Gewichtsmessmechanismus bei der vorstehend erwähnten offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 11-1 153 ist die Kraftmesseinrichtung an der Montagehalterung montiert und die Führungsschiene ist des weiteren an der Kraftmesseinrichtung montiert. Daher scheint es einfach zu sein, einen derartigen Mechanismus zu erhalten, jedoch ist dessen Verwirklichung tatsächlich schwierig. Der Fahrzeugsitz muss an dem Fahrzeugboden fest befestigt sein und eine zwischen der Montagehalterung und der Führungsschiene zwischengeordnete Kraftmesseinrichtung verringert die Sitzstützfestigkeit sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung außerordentlich. Die Montagehalterung ist für unterschiedliche Arten an Fahrzeugen unterschiedlich gestaltet, so dass der Fahrzeugsitz bei einer großen Vielfalt an Fahrzeugen allgemein Verwendung finden kann. In diesem Fall müssen die Kraftmesseinrichtungsnormen und der Einbau für jede Fahrzeugart eingestellt werden, was ein Verringern der Kosten der Gewichtsmessvorrichtung schwierig gestaltet.

Unter Bezugnahme auf den in der vorstehend erwähnten offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 11-1 154 und der vorstehend erwähnten offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 11-94 637 offenbarten Gewichtsmessmechanismus kann das Sitzpolster um einen entsprechenden Betrag vertikal bewegt werden, da es durch einen Verbindungsmechanismus zum Messen des Gewichtes gestützt ist. Daher verliert das Sitzpolster seine ihm eigene Steifigkeit, die ein bedeutendes Merkmal eines Fahrzeugsitzes ist. Da der Verbindungsmechanismus kompliziert ist und einen großen Raum einnimmt, muss die Gestaltung des Fahrzeugsitzes in großem Maße abgewandelt werden. Bei der vorstehend erwähnten offengelegten Patentanmeldung Nr. HEI 11-94 637 reagiert der Verbindungsmechanismus einzeln im Ansprechen auf eine vordere Last und eine hintere Last des Sitzpolsters, so dass es unmöglich ist, die Masse zu erfassen, die von der Rückenlehne aufgenommen wird. Als ein Ergebnis kann keine überlegene Genauigkeit einer Erfassung erwartet werden.

Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sitzlasterfassungsvorrichtung zu schaffen, die dazu in der Lage ist, an einem Sitz vorgesehen zu werden, ohne dass die ursprüngliche Form des Sitzes in großem Maße verändert wird, wobei die Stabilität und die Genauigkeit bei der Sitzlasterfassung verbessert wird und die Verschlechterung der Sitzstabilität und des Komforts bei dem Einbau eines Lasterfassungsmechanismus verhindert wird.

Eine Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Halterung für ein Kuppeln eines Sitzlaststützelementes zum Stützen eines Sitzpolsters und einer Rückenlehne mit einem Positionierelement auf, das den Sitz an einem Boden positioniert, wobei die auf das Sitzlaststützelement aufgebrachte Last in elastischer Weise zu dem Positionierelement übertragen wird. Die Halterung ist mit einem gekrümmten Abschnitt versehen, der sich gegenüberstehende Abschnitte zwischen dem Positionierelement und dem Sitzlaststützelement hat. Die Halterung verbindet das Sitzlaststützelement und das Positionierelement mit einem Verbindungsabschnitt, der sich vertikal von den sich gegenüberstehenden Abschnitten erstreckt, und ist des weiteren mit einem Lastsensor an diesen sich gegenüberstehenden Abschnitten versehen. Dem gemäß wird eine Verformung in der Halterung durch eine Last an dem Sitzlaststützelement erzeugt. Da jedoch die Form der Halterung nur geringfügig verformt wird, bewegt sich der Mechanismus kaum. Die Halterung muss nur groß genug sein, um das Sitzlaststützelement mit dem Positionierelement zu kuppeln, wobei ein Raum zum Anordnen eines Lastsensors vorgesehen ist. Dem gemäß ist es nicht erforderlich, die Originalform eines Sitzes abzuwandeln. Da der Lastsensor an der Halterung angeordnet ist und es keinen Bewegungsmechanismus wie beispielsweise eine Verbindung zum Messen des Gewichtes gibt, ist es möglich, die Stabilität und die Genauigkeit der Sitzlasterfassung zu verbessern, während die Stabilität und der Komfort des Sitzes erhalten bleibt.

Der gekrümmte Abschnitt hat eine Federfunktion aufgrund seiner Steifigkeit. Wenn eine Person auf dem Sitzpolster sitzt, verformt sich der gekrümmte Abschnitt derart, dass die sich gegenüberstehenden Abschnitte des gekrümmten Abschnittes näher zueinander gelangen. Der Lastsensor spricht auf diese Veränderung der Form der gegenüberstehenden Abschnitte an. Da der gekrümmte Abschnitt mit Leichtigkeit sich im Ansprechen auf die Last ausdehnt und zusammenzieht, ist die Stabilität und die Genauigkeit in Bezug auf die Sitzlasterfassung hoch. Da des weiteren die Verschiebung des gekrümmten Abschnittes eine Federverschiebung ist, ergibt sich kein Verlust im Hinblick auf die Stabilität und den Komfort des Sitzes.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Form des gekrümmten Abschnittes entweder im Allgemeinen U-förmig oder V-förmig, so dass der Raum zwischen den sich gegenüberstehenden Abschnitten innerhalb des gekrümmten Abschnittes kleiner wird, wenn der Betrag der Sitzlast zunimmt.

Des weiteren ist gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung der Raum zwischen den gegenüberstehenden Abschnitten innerhalb des gekrümmten Abschnittes so eingestellt, dass er durch ein Aufbringen einer Vorlast in der vertikalen Richtung enger wird.

Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, die Steifigkeit des gekrümmten Abschnittes zu verringern und die Empfindlichkeit der Sitzlasterfassung zu erhöhen. Aufgrund der Sitzlast wird der Raum zwischen den gegenüberstehenden Abschnitten des gekrümmten Abschnittes eng. Daher wird der Hub, d. h. der Raum zwischen den gegenüberstehenden Abschnitten von einer Stelle, an der die gegenüberstehenden Abschnitte sich durch das Aufbringen der Sitzlast nähern, bis zu einer Stelle, an der das Ende der gegenüberstehenden Abschnitte miteinander in Kontakt gelangt, kurz und die relativ geringe Last ermöglicht, dass die Ränder der sich gegenüberstehenden Abschnitte miteinander in Kontakt gelangen. Als ein Ergebnis wird eine große Verformung nicht auf den Abschnitt aufgebracht, der mit dem Lastsensor versehen ist, so dass eine Beschädigung oder eine Verformung der Halterung oder des Lastsensors verhindert werden kann.

Eine Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt weist eine Halterung für ein Kuppeln eines Sitzlaststützelementes zum Stützen eines Sitzpolsters und einer Rückenlehne mit einem Positionierelement zum Positionieren eines Sitzes an einem Boden auf, um die auf das Sitzlaststützelement aufgebrachte Last zu dem Positionierelement elastisch zu übertragen. Die Halterung ist mit einem Lastsensor versehen. Ein Begrenzungselement, das den Bewegungsbetrag in der vertikalen Richtung des Sitzlaststützelementes begrenzt, wenn die Last an dem Sitzlaststützelement wirkt, ist zwischen der Halterung oder dem Sitzlaststützelement und dem Positionierelement vorgesehen.

Das Aufbringen eines übermäßigen Stoßes ändert die Form des gekrümmten Abschnittes oder der Halterung. Gemäß dieser Änderung der Form verliert die Stellung des Sitzes ihre Gestalt. Das vorstehend beschriebene Begrenzungselement ermöglicht, dass der Betrag der Formänderung der Halterung unter einem vorbestimmten Betrag bleibt.

Gemäß dem zweiten Aspekt ist das Begrenzungselement mit einem Langloch in der vertikalen Richtung versehen. Das Begrenzungselement ist an irgendeiner Seite des Sitzlaststützelementes oder des Positionierelementes befestigt, und ein Vorsprung, der innerhalb des Langloches beweglich ist, ist an der anderen Seite so vorgesehen, dass die vertikale Bewegung des Sitzlaststützelementes durch ein Langloch begrenzt ist.

Gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt weist der Lastsensor eine Verformungsmesseinrichtung auf. Dem gemäß muss die Halterung lediglich ausreichend groß sein, damit das Sitzlaststützelement mit dem Positionierelement gekuppelt ist und ein Raum zum Anbringen einer Verformungsmesseinrichtung vorhanden ist, so dass es nicht erforderlich ist, die Originalform des Sitzes zu verändern. Da die Verformungsmesseinrichtung mit der Halterung einstückig ist und kein Bewegungsmechanismus vorhanden ist, ist es möglich, die Stabilität und Genauigkeit der Sitzlast zu verbessern, während die Stabilität und der Komfort des Sitzes aufrecht erhalten bleibt. Der gekrümmte Abschnitt hat eine Federfunktion aufgrund seiner Steifigkeit. Wenn eine Person auf dem Sitzpolster sitzt, ändert sich der gekrümmte Abschnitt derart, dass die gegenüberstehenden Abschnitte des gekrümmten Abschnittes nahe zueinander gelangen und die Verformungsmesseinrichtung auf die Verformung der gegenüberstehenden Abschnitte anspricht.

Die Aufgabe und die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die Beschreibung der nachstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlicher.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbilds eines Fahrzeugsitzes, der mit einer Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung versehen ist.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer vorderen Halterung und einer hinteren Halterung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Kuppeln eines unteren Armes zum Stützen eines Sitzpolsters und einer Rückenlehne eines in Fig. 1 gezeigten Sitzes mit einer oberen Schiene.

Fig. 3A zeigt eine vergrößerte Vorderansicht der in Fig. 2 gezeigten vorderen Halterung.

Fig. 3B zeigt eine vergrößerte Ansicht von der rechten Seite der in Fig. 2 gezeigten vorderen Halterung.

Fig. 3C zeigt eine vergrößerte Ansicht von unten von der in Fig. 2 gezeigten vorderen Halterung.

Fig. 4A zeigt eine vergrößerte Vorderansicht der in Fig. 2 gezeigten hinteren Halterung.

Fig. 4B zeigt eine vergrößerte Ansicht von rechts von der in Fig. 2 gezeigten hinteren Halterung.

Fig. 4C zeigt eine vergrößerte Ansicht von unten von der in Fig. 2 gezeigten hinteren Halterung.

Fig. 5A zeigt eine noch stärker vergrößerte Ansicht von rechts von der in Fig. 3B gezeigten vorderen Halterung.

Fig. 5B zeigt eine graphische Darstellung der Verteilung in der Richtung x der auf einen Schenkel aufgebrachten Verformung, wenn eine vertikale Last Fv auf die vordere Halterung aufgebracht wird.

Fig. 5C zeigt eine graphische Darstellung der Verteilung in der Richtung x der auf einen Schenkel aufgebrachten Verformung, wenn eine horizontale Last Fh auf die vordere Halterung aufgebracht wird.

Fig. 6A zeigt eine perspektivische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbildes einer Abwandlung der vorderen Halterung.

Fig. 6B zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 6A gezeigten vorderen Halterung während der Formeinstellbearbeitung, bevor eine Verformungsmesseinrichtung daran angebracht ist.

Fig. 7A zeigt eine perspektivische Ansicht von einer Seite der vorderen Halterung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die mit der Verformungsmesseinrichtung ausgerüstet ist.

Fig. 7B zeigt eine perspektivische Ansicht von einer Seite der vorderen Halterung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung ausgerüstet ist.

Fig. 7C zeigt eine Seitenansicht der vorderen Halterung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Abwandlung der in den Fig. 7A bis 7C gezeigten vorderen Halterung.

Fig. 8B zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 8A gezeigten vorderen Halterung mit einer vertikalen Schnittansicht der Kraftbegrenzungseinrichtung.

Die jeweiligen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.

Fig. 1 zeigt das äußere Erscheinungsbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Montagehalterungsstützrahmen 1 an einem Fahrzeugboden befestigt. An einer durch diesen Rahmen 1 befestigten Montagehalterung ist eine Fixierführungsschiene 2 befestigt. Eine obere Schiene 3 als eine Gleitschiene ist so montiert, dass sie an der Fixierführungsschiene 2 in einer Richtung gleitfähig ist, in der sich die Fixierführungsschiene 2 erstreckt, d. h. die Richtung der Bewegung des Fahrzeugs nach vorn und nach hinten (die nachstehend als die nach vorn und nach hinten weisende Richtung bezeichnet ist). Es sind ein Gleiteingriffsmechanismus und ein Eingriffsfreigabehebel oder dergleichen zum Einstellen der Position in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung eines Sitzes SE vorgesehen. Die Person, die auf dem Sitz sitzt, betätigt den Eingriffsfreigabehebel, um den Eingriff freizugeben, und bewegt einen Sitz SE gleitfähig in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung derart, dass die Person die Position in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung des Sitzes SE einstellen kann, d. h. die nach vorn und nach hinten ausgerichtete Position des Sitzes SE. Diese Anordnung ist nicht in den Zeichnungen dargestellt. Eine obere Schiene 3 ist mit einem unteren Arm 6 gekuppelt, der ein Sitzpolster 9 und eine Rückenlehne 10 stützt.

Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, ist der untere Arm 6, der das Sitzpolster 9 und die Rückenlehne 10 stützt, mit der oberen Schiene 3 unter Verwendung einer vorderen Halterung 4 und einer hinteren Halterung 5 gekuppelt. Ein Neigungsmechanismus 7 verbindet neigungsfähig einen Rahmen 8 der Rückenlehne 10 mit dem unteren Arm 6. Nachstehend ist beispielsweise, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, die nach vorn und nach hinten weisende Richtung des Fahrzeugs durch y wiedergegeben, die Breitenrichtung des Fahrzeugs durch x wiedergegeben und die vertikale Richtung des Fahrzeugs durch z wiedergegeben. In den Zeichnungen, in denen die vordere Halterung 4 und die hintere Halterung 5 gezeigt sind, sind die jeweiligen Richtungen durch "x", "y" und "z" wiedergegeben, wobei die vordere Halterung 4 und die hintere Halterung 5 an dem Sitz SE angebracht sind.

Die Fig. 3A bis 3C zeigen die vordere Halterung 4. Fig. 3A zeigt eine vordere Ansicht der vorderen Halterung 4. Fig. 3B zeigt eine Ansicht von der rechten Seite der vorderen Halterung 4. Fig. 3C zeigt eine Ansicht von unten von der vorderen Halterung 4. Die vordere Halterung 4 ist aus einem Blechkörper hergestellt, der zu einer konvexen Form derart gepresst worden ist, dass ein U-förmiger gekrümmter Abschnitt, der Schenkel 41 und 42 hat, und senkrecht zu den Schenkeln 41 und 42 stehende Endabschnitte 43 und 44 einstückig verbunden sind. Der Schenkel 42 hat ein Paar an Einkerbungen 42n1 und 42n2 für ein Verengen der Breite in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung y. Des weiteren ist eine Verformungsmesseinrichtung 12 an dem Abschnitt zwischen diesen Einkerbungen, d. h. an einem Hauptabschnitt des Schenkels 42 angebracht. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mit der Verformungsmesseinrichtung 12 vier kleine Widerstandsleitungen (die nachstehend als Verformungserfassungselemente bezeichnet sind) G11, G12, G21 und G22, deren Widerstandswerte sich in Übereinstimmung mit der Verformung ändern, zwischen einem Laminatfilm angeordnet und befinden sich an jeder Ecke eines Rechtecks auf der gleichen Ebene. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, sind in einem Zustand, bei dem die Verformungsmesseinrichtung 12 an der vorderen Halterung 4 angebracht ist, zwei der Verformungserfassungselemente in der Breitenrichtung x verteilt und die anderen beiden Verformungserfassungselemente sind in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung y verteilt. Als ein Ergebnis sind insgesamt vier Verformungserfassungselemente auf der x-y-Ebene verteilt bzw. angeordnet. Ein elektrischer Anschlussdraht ist nicht gezeigt.

Bei der in Fig. 3 gezeigten vorderen Halterung 4 sind Schrauben 45 und 46, die durch Unterlegscheiben hinein gesetzt worden sind, durch Löcher der Endabschnitte 43 und 44 eingeführt. Diese Schrauben 45 und 46 sind dann durch Löcher des unteren Arms 6 und Löcher der oberen Schiene 3 eingeführt, um durch die Unterlegscheiben gesetzt zu werden. Des weiteren sind Muttern auf die Enden der Außengewinde der Schrauben 45 und 46 aufgeschraubt. Als ein Ergebnis ist die durch ein Kuppeln der oberen Schiene 3 und des unteren Arms 6 mit der vorderen Halterung 4 erhaltene Form derart, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Fig. 4A bis 4C zeigen die hintere Halterung 5. Fig. 4A zeigt eine vordere Ansicht der hinteren Halterung 5. Fig. 4B zeigt eine Ansicht von rechts von der hinteren Halterung 5 und Fig. 4C zeigt eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 4B gezeigten Linie 4C-4C. Die hintere Halterung 5 ist aus einem Blechkörper hergestellt, der zu einer S-Form derart gepresst worden ist, dass ein im Allgemeinen U-förmiger gekrümmter Abschnitt, der Schenkel 51 und 52 hat, und senkrecht zu den Schenkeln 51 und 52 stehende Endabschnitte 53 und 54 einstückig verbunden sind, wobei die Endabschnitte 53 und 54 des weiteren mit horizontalen Abschnitten versehen sind. Der Schenkel 51 hat ein Paar Einkerbungen 52n1 und 52n2 für ein engeres Gestalten der Breite in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung y. Des weiteren ist eine Verformungsmesseinrichtung 13 an dem Abschnitt zwischen diesen Einkerbungen, das heißt an einem Hauptabschnitt des Schenkels 51, angebracht. Außerdem sind an der Verformungsmesseinrichtung 13 vier kleine Widerstandsleitungen (die nachstehend als Verformungserfassungselemente bezeichnet sind) G11, G12, G21 und G22, deren Widerstandswert sich in Übereinstimmung mit der Verformung ändert, zwischen einem Laminatfilm angeordnet und befinden sich an jeder Ecke eines Rechtecks an der gleichen Ebene. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, sind in dem Zustand, bei dem die Verformungsmesseinrichtung 12 an der hinteren Halterung 5 angebracht ist, zwei der Verformungserfassungselement in der Breitenrichtung x verteilt und die anderen beiden Verformungserfassungselemente sind in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung y verteilt. Als ein Ergebnis sind insgesamt vier Verformungserfassungselemente auf der x-y-Ebene verteilt bzw. angeordnet.

In der in Fig. 4 gezeigten hinteren Halterung 5 sind zwei Schrauben 55 und 57, die durch Unterlegscheiben eingeführt sind, durch Löcher des unteren Armes 6 eingeführt. Danach werden diese Schrauben 55 und 57 durch Löcher des Endabschnittes 53 eingeführt und die beiden Schrauben 56 und 58 an dem Endabschnitt 54 werden durch die Unterlegscheiben gesetzt, um durch Löcher des Endabschnittes 54 und die Löcher der oberen Schiene 3 gesetzt zu werden. Des weiteren werden diese vier Schrauben 55, 57, 56 und 58 durch die Unterlegscheiben gesetzt und es werden jeweils Muttern auf die Schrauben 55, 57, 56 und 58 aufgeschraubt. Als ein Ergebnis ist die durch ein Kuppeln der oberen Schiene 3 und des unteren Armes 6 mit der vorderen Halterung 5 erhaltene Form derart, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Die vier Verformungserfassungselement G11, G12, G21 und G22 der Verformungsmesseinrichtung 12 sind miteinander in einer Wheatstone-Brücke durch eine elektrische Leitung verbunden, die hier nicht dargestellt ist. Die jeweiligen Elemente sind an jeder Ecke eines Rechtecks bei dem elektrischen Anschluss angeordnet. Das heißt, ein Ende von G11 und ein Ende von G12 sind miteinander in Reihe verbunden und der Verbindungspunkt zwischen einem Ende von G11 und einem Ende von G12 wird zu einem ersten Abgabeende. Ein Ende von G21 und ein Ende von G22 sind in Reihe verbunden und der Verbindungspunkt zwischen ihnen wird zu einem zweiten Abgabeende. Außerdem sind ein Ende von G11 und das andere Ende von G22 miteinander in Reihe verbunden, und der Verbindungspunkt zwischen ihnen wird zu einem ersten Eingabeende. Das andere Ende von G12 und das andere Ende von G21 sind miteinander in Reihe verbunden, und der Verbindungspunkt zwischen ihnen wird zu einem zweiten Eingabeende. Wenn eine Gleichspannung Ev zwischen dem ersten Eingabeende und dem zweiten Eingabeende angelegt wird, kann eine Abgabespannung zwischen dem ersten Abgabeende und dem zweiten Abgabeende, das heißt, eine Verformungserfassungsspannung durch den folgenden Ausdruck erhalten werden:

e = Ev . (G12 . G22 - G11 . G21)/[(G11 + G12) . (G21 + G22)] (1)

wobei G11 bis G22 jeweilige Widerstandswerte der Verformungserfassungselemente G11 bis G22 darstellen.

Fig. 5A zeigt eine vergrößerte in Fig. 3B gezeigte vordere Halterung 4. Wenn eine vertikale Last Fh auf die vordere Halterung 4 aufgebracht wird, werden in dem U-förmigen Schenkel 42, an dem die Verformungsmesseinrichtung 12 angebracht ist, Verformungen mit unterschiedlichen Polaritäten an entgegengesetzten Seiten, die durch im wesentlichen die Mitte des Schenkels 42 separat sind, in der Richtung x erzeugt. Aufgrund der Erzeugung der unterschiedlichen Polaritäten sinken die Widerstandswerte G11 und G21 und steigen die Widerstandswerte G12 und G22 an. Daher hat der Wert von (G12 . G22 - G11 . G21) bei dem Ausdruck (1) ungefähr den doppelten Änderungsbetrag wie G11 . G21. Die jeweiligen Werte von (G11 + G12) und (G21 + G22) sind im wesentlichen den Werten gleich, wenn die vertikale Last Fv nicht aufgebracht wird. Dem gemäß ist die Abgabespannung e, die im wesentlichen der vertikalen Last Fv proportional ist, relativ zu dem Änderungsbetrag der vertikalen Last Fv relativ groß, das heißt, ein Differenzwert in Bezug auf Fv bei dem Ausdruck (1). Das heißt, die Empfindlichkeit (der Verstärkung) der Erfassung der vertikalen Last Fv ist hoch.

Wenn eine horizontale Last Fh auf die Halterung 4 aufgebracht wird, wird eine im wesentlichen gleichmäßige Verformung in dem Schenkel 42 in seiner Richtung x erzeugt, wie dies in Fig. 5C gezeigt ist. Daher ändert sich der Wert von (G12 . G22 - G11 G21) in dem Ausdruck (1) kaum. Die elektrische Schaltung ist derart aufgebaut und eingestellt, dass der Wert von (G12 . G22 - G11 . G21) im wesentlichen Null ist, wenn niemand auf dem Sitz sitzt, so dass die Lasterfassungsspannung e sich im wesentlichen im Ansprechen auf die vertikale Last Fv, aber nicht im Ansprechen auf die horizontale Last Fh ändert. Dem gemäß sind die Genauigkeit und Stabilität der Sitzlasterfassung hoch. Das vorstehend beschriebene Prinzip zum Erfassen der Sitzlast ist dem bei der hinteren Halterung 5 (die Verformungsmesseinrichtung 13) angewendeten Prinzip gleich.

Die Halterungen 4 und 5 sind dünn gestaltet, um die Federn weich zu machen, so dass das Vermögen zum Absorbieren eines vertikalen Stoßes verbessert ist und die Empfindlichkeit der Erfassung einer vertikalen Last zunimmt. Jedoch kann ein übermäßiger vertikaler Stoß die Verformungsmesseinrichtungen 12 und 13 zerstören oder die Erfassungseigenschaft ändern. Um dieses Problem durch ein Verringern der Steifigkeit der Halterungen 4 und 5 und ein Erhöhen der Empfindlichkeit bei der Lasterfassung zu lösen, ist die Breite des Öffnungseinlasses in einer U-Form eng gestaltet, wie dies in Fig. 6A gezeigt ist. Des weiteren ist vorzugsweise, wenn eine aufgebrachte übermäßige vertikale Last den Lasterfassungsbereich überschreitet, das untere Ende des Endabschnittes 43 und das obere Ende des Endabschnittes 44, das heißt der Öffnungseinlass in einer U-Form so nahe, dass eine Last, die größer als die Last ist, durch die der Öffnungseinlass geschlossen wird, nicht auf die beiden U-förmigen Schenkel aufgebracht wird.

Der vorstehend erwähnte Aufbau kann relativ leicht eingestellt werden, indem der Schenkel 41 durch einen Vorlastbalken 14 zwangsweise gesenkt wird und die Öffnungsbreite zu einer vorbestimmten Breite durch das Rückfedern gestaltet wird, das bei der Entspannung nach einer übermäßigen Last auftritt, die zu diesem Zeitpunkt aufgebracht wird. Nach dem Vollenden der Einstellung verhindert das Anbringen der Verformungsmesseinrichtung 12 eine Beschädigung oder eine Verschlechterung der Verformungsmesseinrichtung 12 aufgrund einer übermäßigen Last.

Wenn außerdem, wie dies in Fig. 6A gezeigt ist, die Empfindlichkeit der Lasterfassung innerhalb eines zuvor errichteten Bereiches der Lasterfassung erhöht ist, indem die Breite des Öffnungseinlasses in einer U-Form enger gestaltet ist, gelangen das untere Ende von 43 und das obere Ende von 44 in einen Kontakt miteinander, das heißt, der Öffnungseinlass in einer U-Form wird geschlossen, wenn eine Person in dem Sitz ungünstig sitzt oder seinen oder ihren Körper zum Erlangen einer bequemen Position oder grundlos bewegt. In diesem Zustand empfindet eine auf dem Sitz sitzende Person dieses derart, als ob der Boden des Sitzes an den Fahrzeugboden stoßen würde.

Dieses Problem kann gelöst werden, indem die Halterung 4 in der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Form das heißt als eine V-Form mit zwei Rücken an Rücken angebrachten Winkeln erhalten wird, um die Ränder des Schenkels 41 und des Schenkels 42 aneinander zu sichern. Dem gemäß kann die vertikale Last an den Endabschnitten 43 und 44 aufgebracht werden. Jedoch wird die Halterung 4 mit einer allgemeinen V-Form ihre Form wahrscheinlich beispielsweise so ändern, dass sie um die vertikale Achse (z) verdreht oder gebogen wird, um die Ränder des Schenkels 41 und des Schenkels 42 herauszudrücken, die aneinander in der Breitenrichtung x mit den Endabschnitten 43 und 44 in einer im Allgemeinen V-artigen Form gesichert sind, wenn eine übermäßige Last auf sie aufgebracht wird. Um dieses Problem zu lösen, wird vorzugsweise eine Kraftbegrenzungseinrichtung 48 so vorgesehen, dass der Änderungsbetrag des Sitzes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches begrenzt wird, wenn eine übermäßige Last aufgebracht wird, wie dies in den Fig. 7A bis 7C und in den Fig. 8A und 8B gezeigt ist.

Wie dies in den Fig. 7A bis 7C gezeigt ist, sind die Ränder der beiden abgewinkelten Schenkel 41 und 42 aneinander durch ein Punktschweißen gesichert. Außerdem ist ein Ende der Kraftbegrenzungseinrichtung 48 an dem abgewinkelten Endabschnitt 44 durch Punktschweißen gesichert. An dem anderen Ende der Kraftbegrenzungseinrichtung 48 ist eine Öffnung 48a definiert, um einen Anschlagsstift 47 aufzunehmen, der von dem anderen abgewinkelten Endabschnitt 43 vorsteht. Der Anschlagsstift 47 ist in der Richtung z innerhalb der Breite der Öffnung 48a in der Richtung z gleitfähig. Wenn eine übermäßige vertikale Last zwischen den beiden abgewinkelten Endabschnitten 43 und 44 aufgebracht wird, fällt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Anschlagsstift 47 auf einen unteren Rand der Öffnung 48a an der Kraftbegrenzungseinrichtung 48. Als ein Ergebnis wird die Kraftbegrenzungseinrichtung 48 zu einer Seite eines Dreiecks zum Verstärken des Dreiecks derart, dass eine Verdrehung und Verformung verhindert werden. Da in diesem Fall das Aufprallen der beiden Winkel gegen die vertikale Last unmittelbar vor dem Auftreffen des Anschlagsstiftes 47 an der unteren Seite der Öffnung 48a beachtlich ist, wird eine geringe Änderung des Aufprallens gegenüber der vertikalen Last erzielt, wenn der Anschlagsstift 47 an der unteren Seite der Öffnung 48a auftrifft. Daher empfindet eine auf dem Sitz sitzende Person dieses nicht so, als wenn der Boden des Sitzes an den Fahrzeugboden stoßen würde.

Wenn, wie dies in den Fig. 7A bis 7C gezeigt ist, ein Punktschweißen zwischen den beiden abgewinkelten Schenkeln 41 und 42 und zwischen der Kraftbegrenzungseinrichtung 48 und dem Endabschnitt 44 angewendet wird, wird ein Formfehler oder eine Abweichung in Bezug auf die Form der Halterung 4 mit Leichtigkeit aufgrund des Punktschweißens zwischen den beiden Schenkeln 41 und 42 erzeugt. Des weiteren wird ein Fehler oder eine Veränderung in Bezug auf die Einbaustellung der Kraftbegrenzungseinrichtung 48 mit Leichtigkeit aufgrund des Punktschweißens zwischen der Kraftbegrenzungseinrichtung 48 und dem Endabschnitt 44 erzeugt. Diese Fehler und Abweichungen bringen einen Fehler bei der Sitzlasterfassung und eine Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit mit sich.

In Hinblick darauf ist die Bremskrafterfassungseinrichtung 48 vorzugsweise an einem Schenkel 42 gesichert, und ein Zapfen 49b, der an dem anderen Schenkel 41 steht, wird so geführt, dass er in der Richtung z in einem sich in der Richtung z erstreckenden Langloch gleitfähig ist, so dass die Kraftbegrenzungseinrichtung 48 in Bezug auf einen Zapfen 49a drehbar ist. Jedoch sollte die Kraftbegrenzungseinrichtung 48 nicht in Bezug auf eine Richtung z relativ gleitfähig sein, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Des weiteren ist die Schraube 49c vorzugsweise durch die Schenkel 41 und 42 so gesetzt, dass keine Verdrehung zwischen diesen beiden Schenkeln erzeugt wird, und eine Mutter 49d ist auf ein Ende der Schraube 49c aufgeschraubt.

Bei der Sitzlasterfassungsvorrichtung ist der untere Arm 6 zum Stützen des Sitzpolsters 9 und der Rückenlehne 10 mit der oberen Schiene 3 durch die vordere Halterung 4 und die hintere Halterung 5 gekuppelt. Die Verdrehungsmesseinrichtung 12, 13 ist an der Halterung 4, 5 angebracht. Die Halterung 4, 5 weist den gekrümmten Abschnitt mit einer U-Form oder einer V-Form auf. Der untere Arm 6 und die obere Schiene 5 sind aneinander gekuppelt, wobei deren zu den beiden sich gegenüberstehenden Schenkeln des gekrümmten Abschnittes senkrechte Richtung die Vertikale z ist. Die Verdrehungsmesseinrichtung 12 hat insgesamt vier Verdrehungserfassungselemente G11 bis G22, die in einer Matrixverteilung verteilt sind, wobei zwei Elemente in der Ebene der Schenkel in der nach vorn und nach hinten weisenden Richtung und zwei Elemente in der Breitenrichtungsebene der Schenkel angebracht sind. Aufgrund der als Wheatstone-Brücke ausgebildeten Verbindungsleitung dieser Elemente kann eine hohe Verstärkung einer Sitzlasterfassungsspannung e in Bezug auf den Betrag der Änderung der vertikalen Last Fv erzielt werden.

Claims (7)

1. Sitzlasterfassungsvorrichtung mit:
einer Halterung (4, 5) zum Kuppeln eines Sitzlaststützelementes (6) zum Stützen eines Sitzpolsters (9) und einer Rückenlehne (10) mit einem Positionierelement (3) zum Positionieren eines Sitzes (SE) an einer Karosserie, um eine auf das Sitzlaststützelement (6) aufgebrachte Last elastisch zu dem Positionierelement (3) zu übertragen;
einem gekrümmten Abschnitt, der an der Halterung (4, 5) vorgesehen ist und einander gegenüberstehende Abschnitte (41, 42, 51, 52) zwischen dem Positionierelement (3) und dem Sitzlaststützelement (6) hat;
einem Kupplungsabschnitt (43, 44, 53, 54), der sich vertikal von den jeweiligen sich gegenüberstehenden Abschnitten (41, 42, 51, 52) erstreckt und der mit dem Sitzlaststützelement (6) und dem Positionierelement (3) gekuppelt ist; und
einem Lastsensor (12, 13), der an den gegenüberstehenden Abschnitten (41, 42, 51, 52) vorgesehen ist.

2. Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des gekrümmten Abschnittes entweder U-förmig oder V-förmig derart ist, dass ein Raum zwischen den gegenüberstehenden Abschnitten (41, 42, 51, 52) in dem gekrümmten Abschnitt kleiner wird, wenn der Betrag der Sitzlast zunimmt.

3. Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen den gegenüberstehenden Abschnitten (41, 42, 51, 52) in dem gekrümmten Abschnitt so eingestellt ist, dass er kleiner wird, indem eine Vorlast in der vertikalen Richtung aufgebracht wird.

4. Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastsensor (12, 13) eine Verdrehungsmesseinrichtung aufweist.

5. Sitzlasterfassungsvorrichtung mit:
einer Halterung (4) für ein Kuppeln eines Sitzlaststützelementes (6) zum Stützen eines Sitzpolsters (9) und einer Rückenlehne (10) mit einem Positionierelement (3) zum Positionieren eines Sitzes (SE) an einer Karosserie, um eine auf das Sitzlaststützelement (6) aufgebrachte Last zu dem Positionierelement (3) elastisch zu übertragen;
einem Lastsensor (12), der an der Halterung (4) vorgesehen ist; und
einem Begrenzungselement (48), das zwischen der Halterung (4) oder dem Sitzlaststützelement (6) und dem Positionierelement (3) vorgesehen ist, um einen Bewegungsbetrag in der vertikalen Richtung (z) des Sitzlaststützelementes (6) zu begrenzen, wenn eine Last an dem Sitzlaststützelement (6) wirkt.

6. Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (48) mit einem Langloch (48a) in der vertikalen Richtung (z) versehen ist und das Begrenzungselement (48) entweder an dem Positionierelement oder dem Sitzlaststützelement (6) befestigt ist, und ein Vorsprung (47, 49a), der innerhalb des Langloches (48a) bewegbar ist, an dem anderen Element derart vorgesehen ist, dass eine vertikale Bewegung des Sitzlaststützelementes (6) durch das Langloch (48a) begrenzt ist.

7. Sitzlasterfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastsensor (12) eine Verdrehungsmesseinrichtung aufweist.