DE10053917A1 - Sitzgewicht-Messvorrichtung - Google Patents
Sitzgewicht-MessvorrichtungInfo
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Abstract
Es soll eine Sitzgewicht-Messvorrichtung bereitgestellt werden, welche den Vorteil reduzierter Herstellungs- und Montagekosten aufweist. Zu diesem Zweck umfasst die erfindungsgemäße Sitzgewicht-Messvorrichtung (10) ein Sitzgestell (11) zum Tragen bzw. Stützen eines Sitzes (3) sowie einen an dem Sitzgestell (11) angebrachten Lastsensor (25). Das Sitzgestell (11) weist auf der Unterseite der vorderen Enden von daran befestigten linken und rechten Sitzschienen Blöcke (24) auf, wobei an einer Fahrzeugkarrosserie zu befestigende Träger (21) schwenk- bzw. drehbar mit den Blöcken (24) verbunden sind. Unter dem vorderen Ende einer Lastübertragungsplatte (23) eines an den hinteren Enden der Sitzschienen (17) befestigten hinteren Rahmengestells (19) ist ein Lastsensor (25) angeordnet. Bei der derart aufgebauten Sitzgewicht-Messvorrichtung (10) wird das Sitzgewicht bzw. die Sitzlast an drei Punkten abgestützt, nämlich an den schwenkbaren Verbindungsabschnitten an den vorderen Enden der linken und rechten Seite sowie an dem Lastsensor am hinteren Mittelabschnitt, so dass der Sitz horizontal zu dem Boden der Fahrzeugkarrosserie ausgerichtet ist. Da lediglich ein einziger Lastsensor (25) vorgesehen ist, können die Herstellungskosten und die Montage-/Verdrahtungskosten im Vergleich zu dem Stand der Technik reduziert werden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Messen des Sitzgewichts bzw. der auf einen Sitz wirkenden
Last, wie beispielsweise der Gewichtskraft eines auf einem
Autositz sitzenden Fahrzeuginsassen, und insbesondere eine
Sitzgewicht-Messvorrichtung, welche den Vorteil reduzier
ter Herstellungskosten und reduzierter Einbau- oder Monta
gekosten aufweist.
Kraftfahrzeuge sind mit Sicherheitsgurten und Airbags aus
gestattet, um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen zu ge
währleisten. Um die Wirkung der Sicherheitsgurte oder der
Airbags zu verbessern, gibt es in den letzten Jahren die
Tendenz, die Funktionsweise der Sicherheitsgurte oder der
Airbags abhängig von dem Gewicht oder der Sitzhaltung bzw.
Sitzposition des jeweiligen Fahrzeuginsassen zu steuern.
So werden beispielsweise in Abhängigkeit von dem Gewicht
und der Haltung des Fahrzeuginsassen die zum Aufblasen des
jeweiligen Airbags verwendete Gasmenge oder die Aufblasge
schwindigkeit des Airbags gesteuert und die Vorspannung
des Sicherheitsgurts eingestellt. Hierfür ist die Kenntnis
des Gewichts des auf dem entsprechenden Sitz sitzenden
Fahrzeuginsassen mit Hilfe beliebiger Messvorrichtungen
erforderlich. Als Schätzwert für die Haltung des Fahrzeug
insassen kann beispielsweise die Position des Schwerpunkts
des auf dem Sitz sitzenden Fahrzeuginsassen verwendet wer
den.
Als ein Beispiel für ein derartiges Messen des Gewichts
oder Schwerpunkts des Fahrzeuginsassen wurde ein Verfahren
zum Messen des Sitzgewichts einschließlich der Gewichts
kraft des Fahrzeuginsassen vorgeschlagen, indem an der
vorderen, hinteren, linken und rechten Kante unter dem
Sitz Lastsensoren (Wägezellen oder Kraftmestosen) angeord
net und die auf die Wägezellen vertikal wirkenden Lasten
summiert werden (ungeprüfte japanische Patentveröffentli
chung Nr. 11-304579). Mit Hilfe dieses vorgeschlagenen
Verfahrens kann die Position der Schwerkraft des auf dem
Sitz sitzenden Fahrzeuginsassen ermittelt werden.
Da derartige Sitzgewicht-Messvorrichtungen allgemein zum
Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, müssen die Ko
sten so niedrig wie möglich sein. Des Weiteren muss die
Verdrahtung und die Montage bzw. der Einbau einfach durch
führbar sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun
de, eine Sitzgewicht-Messvorrichtung bereitzustellen, wel
che den Vorteil reduzierter Herstellungs- und Montageko
sten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sitzgewicht-
Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder 2
gelöst. In dem Unteranspruch ist eine bevorzugte und vor
teilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ange
geben.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird eine Sitzgewicht-Messvorrichtung zum Messen
der auf einen Sitz wirkenden Gewichtskraft eines auf dem
Sitz sitzenden Fahrgasts vorgeschlagen, wobei ein Lastsen
sor an einer von mehreren möglichen Stellen, welche Sitz
abschnitte umfassen, an denen der Sitz an dem Fahrzeugkör
per bzw. der Fahrzeugkarrosserie befestigt ist, eingebaut
bzw. installiert ist, um einen Teil der auf den Sitz wir
kenden Last einschließlich der auf die Rückenlehne und die
Sitzfläche des Sitzes wirkenden Last zu messen.
Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung ein Lastsensor lediglich an einer einzigen Stelle
des Sitzes installiert ist, können die Herstellungskosten
und die Montage-/Verdrahtungskosten im Vergleich zu dem
Stand der Technik verringert werden.
Die Aufgabe der in der vorliegenden Patentanmeldung be
schriebenen Sitzgewicht-Messvorrichtung ist im Wesentli
chen das Messen der Gewichtskraft eines auf einem Sitz
sitzenden Fahrzeuginsassen bzw. Fahrgasts. Daher kann die
im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung beschriebene
Sitzgewicht-Messvorrichtung auch mit einer derartigen
Messvorrichtung ausgestattet werden, dass ausschließlich
die Gewichtskraft des Fahrgasts durch Eliminieren des Net
togewichts des Sitzes gemessen wird.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird eine Sitzgewicht-Messvorrichtung zum Messen
der auf einen Sitz wirkenden Gewichtskraft eines auf dem
Sitz sitzenden Fahrgasts oder Fahrzeuginsassen vorgeschla
gen, wobei ein Lastsensor entweder am linken oder rechten
Sitzgestell bzw. Sitzrahmen an einem Abschnitt des Sitzes,
an dem der Sitz an der Fahrzeugkarrosserie bzw. dem Fahr
zeugkörper befestigt ist, eingebaut oder installiert ist,
wobei ein Dämpfungsmechanismus zum Dämpfen der auf den
Lastsensor wirkenden Kraft innerhalb des Sitzgestells vor
gesehen ist.
Da auf diese Weise durch den Dämpfungsmechanismus ein auf
den Lastsensor wirkender Stoß oder dergleichen gedämpft
wird, kann eine Beschädigung des Lastsensors vermieden
werden.
Die erfindungsgemäße Sitzgewicht-Messvorrichtung kann wei
terhin einen Positionssensor zum Erfassen der Position des
Fahrgasts bzw. Fahrzeuginsassen auf dem Sitz umfassen.
Durch die Auswertung des von diesem Positionssensor er
fassten Messergebnisses kann das von dem Lastsensor er
fasste Messergebnis präzisiert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind auch die nach
folgend beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich.
- A) Eine Sitzgewicht-Messvorrichtung, wobei ein Lastsensor an demjenigen Sitzgestell, an dem die Verschlusseinrich tung des Sicherheitsgurts angebracht ist, installiert ist, um die Auswirkung der auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Rückhaltekraft des Sicherheitsgurts auf die Lastmessung zu verringern.
- B) Eine Sitzgewicht-Messvorrichtung, wobei der Dämp fungsmechanismus selektiv lediglich die bezüglich der Au tokarrosserie in vertikaler Richtung wirkende Kraft auf den Lastsensor überträgt.
- C) Eine Sitzgewicht-Messvorrichtung, wobei der Dämp fungsmechanismus einen (Kraft-)Deplacementmechanismus auf weist, so dass eine auf den Lastsensor infolge eines auf den Sitz wirkenden Stosses oder Aufpralls oder infolge ei ner Deformation des Sitzes wirkende Last mechanisch ge dämpft wird.
- D) Eine Sitzgewicht-Messvorrichtung, wobei ein Lastsen sor zum Messen der auf das Sitzgestell wirkenden Last und ein Dämpfungsmechanismus zwischen dem Rahmen bzw. Gestell einer entsprechenden Sitzschiene und einem an der Fahr zeugkarrosserie zu befestigenden Sitzbefestigungsabschnitt installiert sind.
- E) Eine Sitzgewicht-Messvorrichtung, wobei ein Lastsensor zum Messen der auf das Sitzgestell wirkenden Last und ein Dämpfungsmechanismus zwischen dem Gleitrahmen bzw. Gleit gestell einer entsprechenden Sitzschiene und dem eine Sitzschale bzw. Sitzwanne und eine damit verbundene Rüc kenlehne umfassenden Sitzgestell installiert sind.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnah
me auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausfüh
rungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Zu
stand, wobei ein Kindersitz mit Hilfe eines Sicherheits
gurts auf einem Fahrzeugsitz befestigt ist,
Fig. 8 zeigt eine Kennliniendarstellung zur Erläuterung
des Prinzips der Sitzgewichtmessung, wobei in Fig. 8(A)
eine Kennlinie dargestellt ist, welche die Beziehung zwi
schen dem Gewicht eines Fahrzeuginsassen und dem Ausgangs
signal eines entsprechenden Lastsensors wiedergibt, wäh
rend in Fig. 8(B) eine Kennlinie dargestellt ist, welche
die Beziehung zwischen der Spannung eines Sicherheitsgurts
und dem Ausgangssignal des Lastsensors wiedergibt, und
Fig. 9 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine bei
spielhafte Sitzstruktur eines Kraftfahrzeugs.
Der in Fig. 9 gezeigte Sitz 3 umfasst ein Sitzkissen 3a,
auf dem ein Fahrzeuginsasse oder Fahrgast sitzt, sowie ei
ne Rückenlehne 3b, an welcher der Fahrzeuginsasse anlehnt.
An der Unterseite des Sitzkissens 3a ist eine Bodenplatte
4 angebracht. Die Bodenplatte 4 erstreckt sich über die
gesamte Unterseite des Sitzkissens 3a.
Der Sitz 3 ist über eine Sitzgewicht-Messvorrichtung der
in Fig. 1 bis Fig. 6 gezeigten Art auf dem Boden der
Fahrzeugkarrosserie bzw. des Fahrzeugkörpers eines Kraft
fahrzeugs angeordnet. Die Sitzgewicht-Messvorrichtung um
fasst ein Sitzgestell zum Stützen bzw. Tragen des Sitzes 3
sowie einen an dem Sitzgestell angebrachten Lastsensor.
Nachfolgend wird die Sitzgewicht-Messvorrichtung unter Be
zugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 6 beschrieben.
Die Richtungsbezeichnungen "Aufwärts", "Abwärts", "Vor
wärts", "Rückwärts", "Links" und "Rechts" bezeichnen in
der nachfolgenden Beschreibung die folgenden Richtungen.
"Aufwärts" und "Abwärts": die Aufwärts- bzw. Abwärtsrich
tung bezüglich der Fahrzeugkarrosserie, "Vorwärts": die
Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs, "Rückwärts": die
Rückwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs, "Links": die in
Fahrt- bzw. Vorwärtsbewegungsrichtung linke Seite der
Fahrzeugkarrosserie, und "Rechts": die in Fahrt- bzw. Vor
wärtsbewegungsrichtung rechte Seite der Fahrzeugkarrosse
rie.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung der Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem er
sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst das Sitzgestell 11 der
Sitzgewicht-Messvorrichtung 10 linke und rechte Längsplat
ten 13, welche sich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung er
strecken. Jede Längsplatte 13 ist derart platten- oder
scheibenartig ausgestaltet, dass ihr hinterer Endabschnitt
13a in Rückwärtsrichtung nach oben ansteigt. Der hintere
Endabschnitt 13a ist mit einem in den Sitz (vergleiche
Fig. 9) zu integrierenden Rückenlehnenverstellmechanismus
ausgestattet, wobei der Sitz dreh- oder schwenkbar mit dem
Rückenlehnenverstellmechanismus 9 gekoppelt ist. Eine Wel
le 9a des Rückenlehnenverstellmechanismus 9 ist zwischen
der linken und der rechten Längsplatte 13 gelagert. Jede
Längsplatte 13 ist mit einer an ihrem unteren Ende befe
stigten Gleitplatte 14 versehen. Die Gleitplatte 14 weist
einen U-förmigen Querschnitt auf. Das untere Ende der
Längsplatte 13 ist an dem inneren Mittelabschnitt der
Gleitplatte 14 derart befestigt, dass im Querschnitt eine
T-Form gebildet wird.
Das Sitzgestell 11 weist Sitzschienen 17 auf, welche ent
sprechend den linken und rechten Längsplatten 13 und der
Gleitplatte 14 vorgesehen sind. Die Sitzschienen 17 laufen
unterhalb der linken und rechten Seite des Sitzes 3
(vergleiche Fig. 9) zueinander parallel in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung. Jede Sitzschiene 17 weist einen U-
förmigen Querschnitt auf. Innerhalb jeder Sitzschiene 17
ist eine Gleitplatte 14 gelagert, und eine Längsplatte 13
ist in einer im oberen Abschnitt der entsprechenden
Sitzschiene 17 ausgebildeten, nutförmigen Öffnung angeord
net. Die Gleitplatte 14 ist in Vorwärts- und Rückwärts
richtung gleitend in der entsprechenden Sitzschiene 17 ge
lagert. Zwischen den vorderen Enden der linken und rechten
Sitzschiene 17 bzw. zwischen den hinteren Enden der linken
und rechten Sitzschiene 17 ist ein vorderes Rahmengestell
18 bzw. ein hinteres Rahmengestell 19 angeordnet.
An der Unterseite des vorderen Endes der linken bzw. rech
ten Sitzschiene 17 ist jeweils ein Block 24 befestigt. Je
der Block 24 ist mit einem schwenk- oder drehbar befestig
ten und an der Fahrzeugkarrosserie anzubringenden Klammer
bzw. Träger versehen. Der an der Fahrzeugkarrosserie anzu
bringende Träger 21 wird zur Befestigung der entsprechen
den Sitzschiene 17 am Bodenabschnitt der Fahrzeugkarrosse
rie verwendet. Da der Träger 21 schwenkbar mit dem Block
24 verbunden ist, kann die Sitzschiene 17 in Aufwärts- und
Abwärtsrichtung verschwenkt werden.
Die linke und rechte Sitzschiene 17 ist mit einer Last
übertragungsplatte 23 versehen, welche im Bereich der hin
teren Enden der linken und rechten Sitzschiene an der Mit
te des hinteren Rahmengestells befestigt ist. Die Last
übertragungsplatte 23 steht von einer Seitenfläche des
hinteren Rahmengestells 19 nach vorne vor. Die Lastüber
tragungsplatte 23 ist unter ihrem vorderen Ende mit einem
Lastsensor 25 versehen. Der Lastsensor 25 ist über einen
Träger 27 an der Bodenfläche der Fahrzeugkarrosserie befe
stigt. Zwischen dem Lastsensor 25 und der Lastübertra
gungsplatte 23 ist eine Feder 29 angeordnet. Der Lastsen
sor 25 kann beispielsweise ein Lastsensor der in der unge
prüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11-351952
offenbarten Art sein.
Bei der derart aufgebauten Sitzgewicht-Messvorrichtung 10
wird die Sitzlast bzw. das Sitzgewicht an drei Punkten ab
gestützt, nämlich an den schwenkbar verbundenen Abschnit
ten am vorderen Ende der linken und rechten Seite (jeweils
zwischen einem Block 24 und einem entsprechenden an der
Fahrzeugkarrosserie zu befestigenden. Träger) sowie an dem
Lastsensorabschnitt (Lastübertragungsplatte 23, Lastsensor
25, Träger 27 und Feder 29), welcher an der Mitte der Hin
terseite derart befestigt ist, dass er horizontal zu der
Bodenfläche der Fahrzeugkarrosserie angeordnet ist. Da le
diglich ein Lastsensor 25 vorgesehen ist, können die Her
stellungskosten und die Montage-/Verdrahtungskosten im
Vergleich zu dem Stand der Technik gesenkt werden.
Bei der Sitzgewicht-Messvorrichtung 10 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel wird bei der Erfassung der Sitzlast
bzw. des Sitzgewichts mit Hilfe des Lastsensors 25 der von
einem Berührungssensor 5, welcher wie in Fig. 9 gezeigt
in die Rückenlehne 3b des Sitzes 3 integriert ist, erfass
te Messwert berücksichtigt. Der Berührungssensor 5 wird
zum Erfassen der Position bzw. Haltung des entsprechenden
Fahrzeuginsassen auf dem Sitz verwendet (z. B. eine Positi
on des Fahrzeuginsassen, bei welcher sich der Fahrzeugin
sasse nicht im Gleichgewicht befindet und zu einer Seite,
nach vorne oder nach hinten geneigt sitzt, etc.). Durch
Berücksichtigung der von dem Berührungssensor 5 geliefer
ten Messwerte können Schwankungen der erfassten Sitzlast-
Messwerte, welche durch Schwankungen der Position des
Fahrzeuginsassen auf dem Sitz 3 hervorgerufen werden kön
nen, korrigiert werden.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Sitzlast-Messvor
richtung 10 beschrieben.
Die auf den Sitz 3 wirkende Last wird über die Längsplat
ten 13 und die Gleitplatten 14 auf die Sitzschienen 17
übertragen. Anschließend wird die Last wiederum auf drei
Punkte verteilt, nämlich auf die an den vorderen Enden der
linken und rechten Sitzschiene 17 befindlichen schwenkba
ren Verbindungsabschnitte sowie auf den Lastsensorab
schnitt an der Mitte des zwischen den hinteren Enden der
Sitzschienen angeordneten hinteren Rahmengestells. Durch
die Last werden die Sitzschienen 17 an den schwenkbaren
Verbindungsabschnitten gegenüber dem Bodenabschnitt der
Fahrzeugkarrosserie verschwenkt. Andererseits wird die
Last am Lastsensorabschnitt von der Lastübertragungsplatte
23 über die Feder 29 auf den Lastsensor 25 übertragen. Das
Sitzgewicht bzw. die Sitzlast wird auf Grundlage der auf
den Lastsensor 25 wirkenden Last gemessen. Im vorliegenden
Fall wird das Sitzgewicht durch Berücksichtigung des von
dem Berührungssensor 5 der Rückenlehne 3b des Sitzes 3 ge
lieferten Messwerts (d. h. unter Berücksichtigung der Posi
tion bzw. Haltung des Fahrzeuginsassen auf dem Sitz 3) er
fasst.
Nachfolgend werden alternative Beispiele für die Sitzge
wicht-Messvorrichtung beschrieben.
Der gemäß den einzelnen alternativen Beispielen verwendete
Lastsensor 25 kann beispielsweise ein Lastsensor der in
der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11-
304579 offenbarten Art sein.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Rückenlehnenverstellmechanismus ist in Fig. 2 nicht
dargestellt.
Die in Fig. 2 gezeigte Sitzgewicht-Messvorrichtung 30 um
fasst wie die in Fig. 1 gezeigte Sitzgewicht-
Messvorrichtung 10 ein Sitzgestell 11 (Längsplatten 13,
Gleitplatten 14, Sitzschienen 17, ein vorderes Rahmenge
stell 18 und ein hinteres Rahmengestell 19). Mit dem vor
deren Ende der rechten Sitzschiene 17R der Sitzgewicht-
Messvorrichtung 30 ist über einen Block 24 ein Z-förmiger,
an der Fahrzeugkarrosserie zu befestigender Träger 31
schwenkbar verbunden. Ein an der Fahrzeugkarrosserie zu
befestigender Träger 32 ist schwenkbar mit der Unterfläche
des hinteren Endes derselben rechten Sitzschiene 17R ver
bunden. Die rechte Sitzschiene 17R ist über den vorderen
und hinteren, an der Fahrzeugkarrosserie zu befestigenden
Träger 31, 32 an der Bodenfläche der Fahrzeugkarrosserie
befestigt. Diese Träger 31, 32 können auch als befestigte
Träger bezeichnet werden.
Unterhalb der linken Sitzschiene 17L der Sitzgewicht-
Messvorrichtung 30 ist ein Schienenträger 34 vorgesehen.
Das vordere bzw. hintere Ende 34a bzw. 34b des Schienen
trägers 34 ist zur Befestigung an der Fahrzeugkarrosserie
vorgesehen. Zwischen der Unterseite der linken Sitzschiene
17L und dem Schienenträger 34 sind in der Nähe deren vor
deren und hinteren Endes Lastsensoren 25 befestigt. Zwi
schen der Unterseite jedes Lastsensors 25 und der Obersei
te des Schienenträgers 34 ist ein Gummidämpfer 36 angeord
net. Des Weiteren ist zwischen der Unterfläche der linken
Sitzschiene 17L und dem Schienenträger 34 im Bereich deren
in Längsrichtung mittleren Abschnitts ein Lastdämpfungsme
chanismus 35 vorgesehen. Der Lastdämpfungsmechanismus 35
dient zur Begrenzung der Verformung der linken Sitzschiene
17L, wodurch die auf den Lastsensor 25 wirkende Last be
grenzt wird.
Bei der Sitzgewicht-Messvorrichtung 30 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel wird die Sitzlast an vier Punkten ab
gestützt, nämlich an den schwenkbaren Verbindungsabschnit
ten (d. h. an den Blöcken 24 und den an der Fahrzeugkarros
serie zu befestigenden Trägern 31, 32) an dem vorderen und
hinteren Ende der rechten Sitzschiene 17R sowie an den
Lastsensoren 25 am vorderen und hinteren Ende der linken
Sitzschiene 17L. Die auf die rechte Sitzschiene 17R wir
kende Last wird durch die Schwenkbewegung der rechten
Sitzschiene an den schwenkbaren Verbindungsabschnitten ab
sorbiert. Die auf die linke Sitzschiene 17L wirkende Last
wird hingegen von den Lastsensoren 25 aufgenommen. Im vor
liegenden Fall wird die auf den Lastsensor 25 wirkende
Last, wie beispielsweise ein Stoß, Aufprall oder derglei
chen, durch den Lastdämpfungsmechanismus 35 gedämpft. Das
Sitzgewicht wird auf Grundlage der auf die Lastsensoren 25
wirkenden Last gemessen.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In
Fig. 3 ist auch ein Rückenlehnenverstellmechanismus 9 so
wie eine Verschlusseinrichtung 7 (für den entsprechenden
Sitz- oder Sicherheitsgurt) dargestellt.
Die in Fig. 3 dargestellte Sitzgewicht-Messvorrichtung 40
umfasst wie die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Sitzge
wicht-Messvorrichtungen 10 und 30 Längsplatten 13, Gleit
platten 14 und Sitzschienen 17. Am vorderen und hinteren
Ende der rechten Sitzschiene 17R der Sitzgewicht-
Messvorrichtung 40 ist jeweils ein Z-förmiger, an der
Fahrzeugkarrosserie zu befestigender Träger oder Befesti
gungsarm 41 angebracht.
Unter der linken Sitzschiene 17L ist hingegen ein Hebelarm
44 vorgesehen. Die linke Sitzschiene 17L und der Hebelarm
44 sind miteinander schwenkbar über Verbindungsträger 47
an zwei Punkten in der Nähe des vorderen Endes und des
hinteren Endes verbunden. Das vordere Ende und das hintere
Ende des Hebelarms 44 sind mit daran schwenkbar angebrach
ten Trägern 46 zur Befestigung an der Fahrzeugkarrosserie
vorgesehen. Zwischen der Unterseite der linken Sitzschiene
17L und dem Hebelarm 44 ist im in Längsrichtung mittleren
Abschnitt ein Lastsensor 25 angeordnet. Im Falle dieser
Sitzgewicht-Messvorrichtung 40 dient der vordere Abschnitt
U zwischen der Unterseite der linken Sitzschiene 17L und
dem Hebelarm 44 als Lastdämpfungsmechanismus 35.
Bei der Sitzgewicht-Messvorrichtung 40 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel wird die Sitzlast durch die an der
Fahrzeugkarrosserie zu befestigenden Träger 41 am vorderen
und hinteren Ende der rechten Sitzschiene 17R, durch den
schwenkbaren Verbindungsabschnitt der linken Sitzschiene
17L (d. h. die Verbindungsträger 47 und die an der Fahr
zeugkarrosserie zu befestigenden Träger 46) sowie durch
den Lastsensor 25 abgestützt. Die Sitzlast wird auf Grund
lage einer Last gemessen, welche zu der mit Hilfe des
Lastsensors 25 erfassten und auf die linke Sitzschiene 17L
wirkende Last hinzuaddiert wird. Wie bei dem ersten Aus
führungsbeispiel wird auch im vorliegenden Fall das Sitz
gewicht unter Berücksichtigung der von dem Berührungssen
sor 5 der Rückenlehne 3b des Sitzes 3 erfassten Sitzposi
tion bzw. Sitzhaltung des Fahrzeuginsassen auf dem Sitz 3
erfasst.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die in Fig. 4 gezeigte Sitzgewicht-Messvorrichtung 50 ist
derart aufgebaut, dass Längsplatten 53 vorgesehen sind,
welche in zwei Abschnitte, nämlich eine obere Längsplatte
53A und eine untere Längsplatte 53B, unterteilt sind. An
den hinteren Endabschnitten 53a der oberen Längsplatten
53A ist ein Rückenlehnenverstellmechanismus für den Sitz
schwenkbar angebracht. Die hinteren Endabschnitte der lin
ken und rechten unteren Längsplatte 53B sind miteinander
in Form einer Einheit durch einen Verbindungsrahmen 51
verbunden. An dem unteren Ende jeder unteren Längsplatte
53B ist eine Gleitplatte 14 befestigt. Die obere Längs
platte 53A ist mit der unteren Längsplatte 53B jeweils an
einem Verbindungsabschnitt 53x durch eine Punktbefestigung
oder eine gelenkige bzw. schwenkbare Verbindung verbunden.
Die Struktur der Gleitplatte 14 sowie der entsprechenden
Sitzschienen 17 entspricht der Struktur bei dem oben be
schriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispiel.
An den Innenseiten der hinteren Enden der linken und rech
ten oberen Längsplatten 53A sind L-förmige Kontaktstellen
bzw. Kontaktelemente 56 befestigt. Zwischen diesen linken
und rechten Kontaktelementen 56 und dem Verbindungsrahmen
51 sind Lastsensoren 25 vorgesehen. Zwischen dem Verbin
dungsrahmen 51 und einer Welle 9a des Rückenlehnenver
stellmechanismusses 9 ist ein Lastdämpfungsmechanismus 55
vorgesehen.
Unter den vorderen und hinteren Enden der rechten und lin
ken Sitzschiene 17 ist jeweils ein Z-förmiger, an der
Fahrzeugkarrosserie zu befestigender Träger 57 angebracht.
Diese an der Fahrzeugkarrosserie zu befestigenden Träger
57 stützen die Sitzgewicht-Messvorrichtung 50 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel an vier Punkten ab.
Bei der Sitzgewicht-Messvorrichtung 50 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel dienen die Verbindungsabschnitte 53x
der Längsplatten 53 als elastische Verbindungen bzw. Ge
lenke der oberen Längsplatten 53A gegenüber den unteren
Längsplatten 53B. D. h. in anderen Warten, die hinteren En
dabschnitte der oberen Längsplatten 53A können gegenüber
der jeweiligen unteren Längsplatte 53B geschwenkt werden,
wobei der jeweilige Verbindungsabschnitt 53x als Dreh-
oder Stützpunkt dient. Die Schwenkbewegung der oberen
Längsplatten 53A wird über die Kontaktelemente 56 auf die
Lastsensoren 25 übertragen, um das Sitzgewicht zu messen.
Die Struktur des vierten Ausführungsbeispiels (d. h. ein
Bewegungsmechanismus am hinteren Ende der Sitze, welcher
durch die Längsplatten 53 und die Verbindungsabschnitte
53x gebildet wird) kann auch auf alle anderen Ausführungs
beispiele angewendet werden.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die in Fig. 5 gezeigte Sitzgewicht-Messvorrichtung 60 un
terscheidet sich in den folgenden Punkten von der Sitzge
wicht-Messvorrichtung 50 gemäß dem in Fig. 4 gezeigten
vierten Ausführungsbeispiel.
- 1. Es ist eine Welle 61 vorgesehen, welche sich zwischen den vorderen Enden der oberen Längsplatten 53A und der un teren Längsplatte 53B von links nach rechts erstreckt. Die beiden Enden der Welle 71 sind drehbar mit den oberen und unteren Längsplatten 53A und 53B verbunden. Die oberen Längsplatten 53A sind gegenüber den unteren Längsplatten 53B dreh- bzw. schwenkbar, wobei die Welle 61 als Dreh- bzw. Stützpunkt dient. Die hinteren Enden der linken und rechten unteren Längsplatte 53B sind nicht miteinander verbunden.
- 2. Anstelle der Kontaktelemente 56 und der Lastsensoren 25 ist zwischen der linken und rechten oberen Längsplatte 53A über Befestigungselemente bzw. Träger 66 ein längli cher kastenförmiger Sensor 65 vorgesehen. Der längliche kastenförmige Sensor 65 kann beispielsweise ein Sensor der in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffent lichung Nr. 11-351952 offenbarten Art sein. Hinsichtlich des länglichen kastenförmigen Sensors 65 dient anstelle der Kontaktelemente 56 ein Hebel 65 als Kontaktelement bzw. Kontaktstelle.
Bei dieser Sitzgewicht-Messvorrichtung 60 dienen die mit
den beiden Enden der Welle 61 schwenk- bzw. drehbar ver
bundenen Abschnitte sowie die Träger 66 an dem linken und
rechten Ende des länglichen kastenförmigen Sensors 65 als
Lastdämpfungsmechanismus.
Bei der Sitzgewicht-Messvorrichtung 60 gemäß dem fünften
Ausführungsbeispiel dienen die beiden Enden der Welle 61
als elastische Gelenke für die oberen Längsplatten 53A ge
genüber den unteren Längsplatten 53B. Dabei wird im vor
liegenden Fall die Dreh- bzw. Schwenkbewegung der oberen
Längsplatten 53A direkt auf den länglichen, kastenförmigen
Sensor 65 übertragen, um die Sitzlast bzw. das Sitzgewicht
zu messen.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamt
anordnung einer Sitzgewicht-Messvorrichtung gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die in Fig. 6 gezeigte Sitzgewicht-Messvorrichtung 70 un
terscheidet sich von der Sitzgewicht-Messvorrichtung 50
gemäß dem in Fig. 4 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel
in den folgenden Punkten.
- 1. Zwischen den vorderen Enden der oberen Längsplatten 53A und der unteren Längsplatten 53B ist wie bei der Sitz gewicht-Messvorrichtung 60 gemäß dem in Fig. 5 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel eine Welle 61 vorgesehen.
- 2. Im mittleren Abschnitt des die linke und rechte untere Längsplatte 53B miteinander verbindenden Verbindungsrah mens 51 ist ein überhängender bzw. hervorstehender Ab schnitt 51a ausgebildet. Auf der Oberseite dieses hervor stehenden Abschnitts 51a ist ein Lastsensor 25 vorgesehen.
- 3. Anstelle der Kontaktelemente bzw. Kontaktstellen 56 ist ein Kontaktelement 76 vorgesehen, welches sich ausge hend von der Welle 9a des Rückenlehnenverstellmechanis musses 9 zu dem auf der Oberseite des hervorstehenden Ab schnitts 51a befindlichen Lastsensor 25 hin erstreckt.
Bei dieser Sitzgewicht-Messvorrichtung dienen die dreh-
bzw. schwenkbar mit den beiden Enden der Welle 61 verbun
denen Abschnitte als Dämpfungsmechanismus.
Bei der Sitzgewicht-Messvorrichtung 70 gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel dienen die beiden Enden der Welle 61
als elastische Gelenke für die oberen Längsplatten 53A ge
genüber den unteren Längsplatten 53B. Dabei wird die Dreh-
bzw. Schwenkbewegung der oberen Längsplatten 53A gegenüber
den unteren Längsplatten 53B von dem Kontaktelement 76 auf
den auf der Oberseite des hervorstehenden Abschnitts 51a
vorgesehenen Lastsensor 25 übertragen, um die Sitzlast
bzw. das Sitzgewicht zu messen.
Nachfolgend wird ein Beispiel für die Messung des Sitzge
wichts in Abhängigkeit von der auf die Sitzschienen wir
kenden Last beschrieben.
Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht bzw. Vorderan
sicht eines Zustands, wobei ein Kindersitz mit Hilfe eines
Sitz- bzw. Sicherheitsgurts auf einem Sitz befestigt ist.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung des Prin
zips zur Messung des Sitzgewichts. Dabei zeigt Fig. 8(A)
eine Kennlinie, welche die Beziehung zwischen dem Gewicht
des entsprechenden Fahrzeuginsassen und dem Ausgabesignal
des Lastsensors wiedergibt, während Fig. 8(B) eine Kenn
linie darstellt, welche die Beziehung zwischen der Span
nung des Sicherheitsgurts und dem Ausgangssignal des Last
sensors wiedergibt.
Der in Fig. 7 dargestellte Sitz 103 umfasst ein Sitzkis
sen 103a, auf dem der Fahrgast bzw. Fahrzeuginsasse sitzt,
sowie eine Rückenlehne 103b, an welcher der Fahrzeuginsas
se anlehnt. Auf dem Sitz 103 ist ein Kindersitz 110 ange
ordnet. Der Kindersitz 110 ist auf dem Sitz 103 mit Hilfe
eines Sitz- bzw. Sicherheitsgurts 120 befestigt. Der Si
cherheitsgurt 120 verläuft ausgehend von einem befestigten
Ende über eine Umlenkungseinrichtung 122 und eine mit ei
ner Verschlusseinrichtung 123 verbundene Zunge 124 und ist
anschließend über den Kindersitz 110 geführt und an einer
Rückzug- bzw. Spanneinrichtung 125 befestigt.
Für die Sitzgewicht-Messvorrichtung ist ein Sitzgestell
(linke und rechte Längsplatten 118L, 118R und linke und
rechte Sitzschienen 117L, 117R) vorgesehen, wobei unter
der Sitzfläche des Sitzes 103 linke und rechte Lastsenso
ren 115L und 115R angeordnet sind. Die Verschlusseinrich
tung 123 ist auf der Seitenfläche der rechten Längsplatte
118R angebracht.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 8(A) das Prin
zip zur Messung des Sitzgewichts beschrieben. Über die Ab
szisse ist das Gewicht des Fahrgasts und über die Ordinate
das Ausgangssignal des Lastsensors aufgetragen.
Die Sitzlast bzw. das Sitzgewicht wird über das Sitzge
stell auf den linken Lastsensor 115L und den rechten Last
sensor 115R übertragen. Das Sitzgewicht entspricht in die
sem Fall der Summe der von dem linken Lastsensor 115L und
dem rechten Lastsensor 115R jeweils gemessenen Messwerte.
Die Summe dieser Messwerte ist in Fig. 8(A) durch β und γ
dargestellt. Dabei bezeichnet β den Maximalwert für die
Summe der von dem linken Lastsensor 115L und dem rechten
Lastsensor 115R gemessenen Messwerte, während γ den Mini
malwert dieser Messwertsumme bezeichnet. Sitzt der Fahr
gast bzw. der Fahrzeuginsasse aufrecht mit vom Boden ange
hobenen Beinen, wirkt auf den Sitz das gesamte Gewicht des
Fahrgasts, und das Fahrgastgewicht kann korrekt gemessen
werden. In diesem Fall entspricht der Messwert dem Maxi
malwert β. Verändert hingegen der Fahrgast seine/ihre Hal
tung und drückt seine/ihre Füße bzw. Beine gegen den Bo
den, verringert sich das an dem Sitz gemessene Gewicht und
nimmt den Minimalwert γ an. Wird das Fahrgastgewicht am
normalen Sitz gemessen, liegen die gemessenen Gewichtswer
te des Fahrgasts innerhalb dieses Bereichs.
In Fig. 8(A) bezeichnen hingegen α und δ zwei durch den
rechten Lastsensor 115R gemessene Messwerte. Dabei be
zeichnet α den Maximalwert, während δ den Minimalwert be
zeichnet. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, weisen
die Kennlinien γ und δ einerseits und α und β andererseits
eng beieinanderliegende Steigungen auf, solange der Fahr
gast bzw. Fahrzeuginsasse aufrecht sitzt, obgleich der
Fehler auf ein gewisses Maß ansteigt, und die Summe der
von dem linken Lastsensor 115L und dem rechten Lastsensor
1lSR gemessenen Messwerte entspricht nahezu dem doppelten
Messwert des rechten Lastsensors 115R. Daher ist es tat
sächlich nicht erforderlich, auf der rechten und linken
Seite zwei Lastsensoren vorzusehen, und das Sitzgewicht
kann somit einfach dadurch gemessen werden, dass der Mess
wert eines einzelnen, auf derselben Seite wie die Ver
schlusseinrichtung 123 vorgesehenen rechten Lastsensors
115R verdoppelt wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 8(B) die Aus
wirkung der Gurtspannung auf das Ausgangssignal des Last
sensors beschrieben. Dabei ist in Fig. 8(B) über die Ab
szissenachse die Gurtspannung und über die Ordinatenachse
das Ausgangssignal des Lastsensors aufgetragen.
Mit einer Kennlinie GR ist der Ausgangs- bzw. Messwert des
rechten Lastsensors 115R und mit der Kennlinie GL der Aus
gangs- bzw. Messwert des linken Lastsensors 115L darge
stellt. Wie leicht anhand der Kennlinie GR ersichtlich
ist, verändert sich der dem Sitzgewicht entsprechende
Messwert des Sensors selbst dann nur geringfügig, wenn die
Gurtspannung zunimmt. Wie jedoch anhand der Kennlinie GL
ersichtlich ist, steigt der dem Sitzgewicht entsprechende
Messwert des Sensors linear mit zunehmender Gurtspannung
an. Der rechte Lastsensor 115R (an der Seite der Befesti
gung der Verschlusseinrichtung 123) ist somit gegenüber
der Gurtspannung empfindlich, während der linke Lastsensor
115L gegenüber der Gurtspannung unempfindlich ist.
Dieses Phänomen wird nachfolgend beschrieben.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wirkt bei Befestigung des Kin
dersitzes 110 auf dem Sitz 103 eine durch die Spannung des
Sitzgurts 120 hervorgerufene und nach unten gerichtete
Kraft auf den Kindersitz 110. Dabei wirkt auf das rechte
Sitzgestell (d. h. die rechte Längsplatte 118R und die
rechte Sitzschiene 117R) eine Zug- oder Spannkraft T1,
welche von der Zunge 124 nach oben zu der Umlenkeinrich
tung 122 zieht, sowie eine Zugkraft T2, welche von der
Zunge 124 nach oben zu der oberen rechten Kante 110r des
Kindersitzes 110 zieht. Da auf die obere rechte Kante 110r
des Kindersitzes 110 die nach unten wirkende Summenkraft
T1+T2 wirkt, heben sich jedoch tatsächlich die auf das
rechte Sitzgestell nach oben und unten wirkenden Kräfte
gegenseitig auf. Die nach unten ziehende Spann- oder Zug
kraft T' wirkt hingegen immer auf die obere linke Kante
1101 des Kindersitzes 110.
Der rechte Lastsensor 115R ist somit zum Zeitpunkt der
Messung nicht gegenüber der Gurtspannung empfindlich, da
die Gurtspannung kompensiert wird. Die Messung des Sitzge
wichts auf Grundlage des Ausgangssignals des rechten Last
sensors 115R, welcher nicht gegenüber der Gurtspannung
empfindlich ist, ist somit zuverlässig.
Das Sitzgewicht-Messverfahren wird nur dann angewendet,
wenn der Kindersitz 110 befestigt ist. D. h. für den Fall,
dass der Fahrgast bzw. Fahrzeuginsasse ein normaler Er
wachsener ist, ist der Sicherheitsgurt 120 auf geeignete
Art und Weise angelegt, so dass die Gurtspannung nicht wie
zuvor beschrieben berücksichtigt werden muss. Ist hingegen
der Kindersitz 120 befestigt, kann die wirkende Gurtspan
nung abhängig von der Höhe des Kindersitzes 120 zwischen
der linken Seite und der rechten Seite des Sitzes 103
schwanken. Das zuvor beschriebene Verfahren tritt daher in
Kraft bzw. wird angewendet, wenn der von dem rechten Last
sensor 115R gemessene Wert kleiner als ein vorgeschriebe
ner Wert ist, d. h. wenn ein normales Kind auf dem Sitz
sitzt oder wenn ein Kindersitz mit einem darin sitzenden
Kind auf dem Sitz befestigt ist.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird,
weist die erfindungsgemäße Sitzgewicht-Messvorrichtung den
Vorteil auf, dass die Herstellungskosten sowie die Monta
gekosten reduziert werden können.
Claims (3)
1. Sitzgewicht-Messvorrichtung (10, 30, 40, 50, 60, 70)
zum Messen der auf einen Sitz (3) wirkenden Gewichtskraft
eines auf dem Sitz sitzenden Fahrgasts,
wobei ein Lastsensor (25, 65) an einer von mehreren Stel
len, welche Sitzabschnitten entsprechen, an denen der Sitz
(3) an einer Fahrzeugkarrosserie befestigt ist, eingebaut
ist, um einen Teil der auf den Sitz (3) mit einer Rücken
lehne (3b) und einer Sitzfläche (3a) wirkenden Last zu
messen.
2. Sitzgewicht-Messvorrichtung (30, 40, 50) zum Messen
der auf einen Sitz (3) wirkenden Gewichtskraft eines auf
dem Sitz sitzenden Fahrgasts,
mit einem Lastsensor (25), welcher entweder an einem lin
ken oder einem rechten Sitzgestell (13, 53; 14), welche
Sitzabschnitten entsprechen, an denen der Sitz (3) an ei
ner Fahrzeugkarrosserie befestigt ist, eingebaut ist, und
mit einem Dämpfungsmechanismus (35, 55) zum Dämpfen der
auf den Lastsensor (25) in dem jeweiligen Sitzgestell (13,
53; 14) wirkenden Kraft.
3. Sitzgewicht-Messvorrichtung (10, 30, 40, 50, 60) nach
Anspruch 1 oder 2,
weiterhin umfassend einen Positionssensor (5) zum Erfassen
der Position des Fahrgasts auf dem Sitz (3).
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