DE19950552B4

DE19950552B4 - Insassen-Rückhaltesystem

Info

Publication number: DE19950552B4
Application number: DE19950552A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Aoki
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: US6264236B1; JP2000127890A; DE19950552A1; GB9924852D0; GB9924774D0; JP3838794B2; DE29918519U1; GB2343043A; GB2343043B

Abstract

Insassen-Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen im Falle einer Fahrzeugkollision mit:
einem Insassen-Sensor (21) zum Detektieren der Konstitution eines auf einem Sitz (1) sitzenden Insassen (5, 7, 9, 10); und
einem an einem Sitzgurt (2a, 2b) installierten Zugspannungsschalter (3), der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine einen vorbestimmten Wert (erster Schwellwert) überschreitende Zugspannung auf den Sitzgurt (2a, 2b) ausgeübt wird, und einen zweiten Zustand in Fällen anderer Situationen annimmt,
wobei
– ein Betriebsmodus für das Insassen-Rückhaltesystem in Abhängigkeit von den Zuständen des Insassen-Sensors (21) und des Zugspannungsschalters (3) setzbar ist,
– der Betriebsmodus auf einen von einem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem ersten Zustand befindet, und
– der Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer Ausgabe des Insassen-Sensors (21) auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem zweiten Zustand...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Insassen-Rückhaltesystem, wie zum Beispiel eine Luftsack-Vorrichtung, um im Falle einer Fahrzeugkollision für einen Insassen Sicherheit zu bieten, insbesondere ein Insassen-Rückhaltesystem, bei der der Betriebsmodus bezüglich der Größe einer auf einem Sitz befindlichen Person variabel ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Fahrzeuge sind mit Insassen-Rückhaltesystemen ausgestattet, wie zum Beispiel Luftsack-Vorrichtungen, um Insassen im Falle einer Fahrzeugkollision zu schützen, und in den Vereinigten Staaten wurde erwogen, durch Vorschrift zu fordern, daß Fahrzeuge mit einem solchen Rückhaltesystem ausgestattet werden. Eine Luftsack-Vorrichtung umfaßt beispielsweise eine Aufblasvorrichtung und einen Luftsack, bei der die aktivierte Aufblasvorrichtung den Luftsack aufbläst, und der aufgeblasene Luftsack hält den Insassen zurück, wodurch der Insasse davor bewahrt wird, mit einem Fahrzeugteil zu kollidieren oder aus dem Fahrzeug geschleudert zu werden. Das Insassen-Rückhaltesystem ist darauf ausgerichtet, die Sicherheit eines Insassen durch Zurückhalten des Körpers des Insassen im Falle einer Fahrzeugkollision zu gewährleisten.
Falls der Insasse ein Kleinkind oder ein Kind ist, kann der Luftsack jedoch das Kleinkind oder das Kind verletzen, wenn der Luftsack in einem normalen Modus entfaltet wird. Deshalb ist es erforderlich, die Konstitution des Insassen zu erfassen und den Luftsack in einem von dem normalen Modus abweichenden Modus einzusetzen (einschließlich des Falles, daß der Luftsack nicht eingesetzt wird), wenn detektiert wurde, daß der Insasse ein Kleinkind oder ein Kind ist.

Aus der US-PS 5,785,347 ist es bekannt, einen speziellen Kindersitz-Sensor vorzusehen, mit dem detektierbar ist, ob ein Fahrzeugsitz mit einem Kindersitz belegt ist. Darüber hinaus werden gemäß der US-PS 5,785,347 das Gewicht und die Position eines Sitzbenutzers verwendet, um in Abhängigkeit hiervon Sicherheitssysteme des Kraftfahrzeugs, wie z. B. Sicherheitsgurte und Airbags, zu steuern.

Aus der DE 43 26 198 A1 ist die Verwendung einer Lastmeßzelle als Spannungsdetektor an einem Sicherheitsgurt bekannt, um in einem Crash-Fall die am Sicherheitsgurt erzeugte Spannung zu messen und in Abhängigkeit hiervon einen Klemm-Mechanismus des Sicherheitsgurtes zu steuern.

Die DE 43 38 244 A1 beschreibt Ausgestaltungen von Sensoren, die in einem Gefahrenvermeidungssystem für ein Kraftfahrzeug verwendet werden können, mit dem die Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis vermieden bzw. der Effekt einer Kollision reduziert werden soll. Hierzu sind ein Umgebungsbedingungs-Überwachungssystem und ein Fahrzeugbedingungs-Überwachungssystem vorgesehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung geht von den oben beschriebenen Umständen aus, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Insassen-Rückhaltesystem bereitzustellen, bei dem, wenn der Insasse ein Kleinkind oder ein Kind ist, der Betriebsmodus des Luftsacks in einfacher Weise in einen für das Kleinkind oder das Kind geeigneten Modus geändert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Insassen-Rückhaltesystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach ein Insassen-Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen im Falle einer Fahrzeugkollision vorgesehen mit einem Insassen-Sensor zum Detektieren der Konstitution des auf einem Sitz befindlichen Insassen und einem an einem Sitzgurt installierten Zugspannungschalter, der einen ersten Zustand annimmt, wenn auf den Sitzgurt eine einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) überschreitende Zugspannung ausgeübt wird, und einen zweiten Zustand in den Fällen anderer Situationen annimmt, wobei der Betriebsmodus des Insassen-Rückhaltesystems in Abhängigkeit von den Zuständen des Insassen-Sensors und des Zugspannungsschalters setzbar ist.

Im Ergebnis wird gemäß den Zuständen des Insassen-Sensors zum Detektieren der Konstitution des auf einem Sitz befindlichen Insassen und eines an dem Sitzgurt installierten Zugspannungsschalters bestimmt, ob die auf dem Sitz befindliche Person ein Erwachsener oder ein Kind ist. Selbst wenn ein Kindersitz auf dem Sitz befestigt ist, kann sicher festgestellt werden, daß der Insasse ein Kind ist, wodurch der Betriebsmodus verändert werden kann.

Dabei ist weiter vorgesehen, daß der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, und daß gemäß der Ausgabe des Insassen-Sensors der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet.

Somit wird, wenn die Belastung des Zugspannungsschalters den ersten Schwellwert überschreitet, festgestellt, daß ein Kindersitz auf den Sitz durch den Sitzgurt befestigt ist, d.h. daß der Insasse ein Kind ist, woraufhin der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird. Wenn die Belastung des Zugspannungsschalters den ersten Schwellwert nicht überschreitet, wird festgestellt, daß auf dem Sitz eine Person sitzt. Anschließend wird unter Verwendung der Ausgabe von dem Insassen-Sensor festgestellt, ob die Person ein Erwachsener oder ein Kind ist. Wenn die Person ein Kind ist, wird der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt. Deshalb kann sicher detektiert werden, daß der Insasse ein Kind ist, selbst wenn an dem Sitz ein Kin dersitz befestigt ist, und der Betriebsmodus kann der Situation entsprechend ausgewählt werden.

Es ist zu bemerken, daß der Ausdruck "normaler Modus" einen Betriebsmodus bezeichnet, wenn beispielsweise der Insasse ein Erwachsener ist, und der Ausdruck "von dem normalen Modus abweichender Modus" einen Betriebsmodus bezeichnet, bei dem beispielsweise ein Luftsack mit einer verringerten Entfaltungskraft entfaltet wird oder in zwei Stufen entfaltet wird oder nicht entfaltet wird. Dies trifft für die Aspekte gemäß der entsprechenden Ansprüche zu.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwellwert in einem Bereich von 3 kgf bis 15 kgf liegt.

Wenn der Insasse normalerweise den Sitzgurt angelegt hat, besteht keine Möglichkeit, daß im Hinblick auf die Ausführung der Rückholwinde und auch im Hinblick auf die Erträglichkeit für den Insassen die durchschnittliche Zugspannung des Sitzgurts ständig 3 kgf überschreitet. Dementsprechend beträgt die untere Grenze des ersten Schwellwerts 3 kgf. Die Zugspannung des Sitzgurts zum Befestigen des Kindersitzes beträgt normalerweise 10 kgf, und die Zugspannung über 15 kgf verursacht be-trächtliche Fehler bei der Messung des Sitzgewichts. Dementsprechend liegt die obere Grenze des ersten Schwellwerts bei 15 kgf.

Ein dritter Aspekt der Erfindung geht aus einem der ersten Aspekte hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Insassen-Sensor ein Gewichtssensor ist, der das auf dem Sitz lastende Gewicht detektiert.

Der Gewichtssensor ist als der Insassen-Sensor ausgeführt, wodurch zuverlässig festgestellt werden kann, ob der Insasse ein Erwachsener oder ein Kind ist.

Ein vierter Aspekt der Erfindung geht aus dem dritten Aspekt hervor, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, und der Betriebsmodus wird auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet und das durch den Gewichtssensor detektierte Gewicht einen weiteren bestimmten Wert (zweiter Schwellwert) nicht überschreitet.

Wie oben beschrieben, wird festgestellt, wenn die Belastung an dem Zugspannungsschalter, den ersten Schwellwert überschreitet, daß ein Kindersitz auf dem Sitz durch den Sitzgurt befestigt ist, so daß der Insasse ein Kind ist, und der Betriebsmodus wird auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt. Wenn die Belastung an dem Zugspannungsschalter den ersten Schwellwert nicht überschreitet, wird festgestellt, daß auf dem Sitz eine Person sitzt, und zusätzlich wird festgestellt, wenn das Gewicht an dem Gewichtssensor den bestimmten Wert (zweiter Schwellwert) überschreitet, daß die Person auf dem Sitz ein Erwachsener ist, und der Betriebsmodus wird auf den normalen Modus gesetzt. Wenn das durch den Gewichtssensor detektierte Gewicht den bestimmten Wert (zweiter Schwellwert) nicht überschreitet, wird festgestellt, daß auf dem Sitz ein Kind sitzt, und der Betriebsmodus wird auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt. Deshalb kann zuverlässig festgestellt werden, daß der Insasse ein Kind ist, selbst wenn auf dem Sitz ein Polstersitz befestigt ist, wodurch der Betriebsmodus der Situation entsprechend ausgewählt werden kann.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung geht aus dem vierten Aspekt hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwellwert W aufgrund einer Gleichung W = αX + Y bestimmt wird, wobei als α ein Lastumwandlungsfaktor angenommen wird, als X der erste Schwellwert angenommen wird und als Y das auf dem Sitz lastende Gewicht angenommen wird, bei dem der Betriebsmodus des Insassen-Rückhaltesystems geändert werden muß, wenn der Sitzgurt nicht verwendet wird.

Das auf dem Sitz lastende Gewicht Y, bei der der Betriebsmodus des Insassen-Rückhaltesystems mittels einer Entscheidung über das zulässige Gewicht, ob der Insasse ein Kind oder ein Erwachsener ist, verändert werden muß, entspricht in erster Näherung dem im Zusammenhang mit dem vierten Aspekt genannten zweiten Schwellwert. Wenn jedoch der Insasse den Sitzgurt angelegt hat, beeinträchtigt die Zugspannung des Sitzgurts den durch den Gewichtssensor detektierten Wert. Das heißt, daß die Zugspannung den Wert X nicht überschreitet, wie oben erwähnt, wenn der Insasse den Sitzgurt angelegt hat. Zu dem durch die Gewichtssensoren detektierten Gewicht wird ein Wert addiert, der sich aus der Multiplikation des Wertes der Zugspannung mit dem Einflußfaktor α ergibt.

Dementsprechend entspricht der zweite Schwellwert vorzugsweise einem Wert, der sich aus der Summe des Wertes Y, der in erster Näherung dem zweiten Schwellwert entspricht, und der maximal beaufschlagten Last αX ergibt, wenn der Insasse den Sitzgurt angelegt hat. Der Wert von α ist abhängig von dem Aufbau des Sitzgurtes und von der Art der Befestigung des Sitzgurtes an dem Sitz, so daß der Wert α aus Erfahrungen bestimmt werden sollte, um dem Aufbau und der Art der Befestigung zu entsprechen. Für den zweiten Schwellwert kann anstelle einer Addition von αX zwischen einem Wert, der sich aus der Subtraktion von αX von dem durch den Gewichtssensor detektierten Gewicht ergibt, und Y verglichen werden. Es ist selbstverständlich, daß ein solcher Weg zu dem vorgenannten äquivalent ist.

Da in Bezug auf diesen Aspekt der zweite Schwellwert unter Berücksichtigung des Einflusses der Zugspannung des Sitzgurtes bestimmt wird, kann eine Unterscheidung zwischen einem Kind und einem Erwachsenen exakt durchgeführt werden.

Ein sechster Aspekt der Erfindung geht aus einem der vorherigen Aspekte hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß, anstatt daß der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gemäß der Ausgabe des Insassen-Sensors unter einer Bedingung verändert wird, die von der Bedingung verschieden ist, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet.

Bei einem der obigen Aspekte wird der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet. Bei dem letztgenannten Aspekt wird jedoch in diesem Fall der Betriebsmodus gemäß der Ausgabe des Insassen-Sensors ebenfalls auf einen von dem normalen Modus abwei chenden Modus gesetzt. Die Bedingung dafür ist von der Bedingung des Falles verschieden, bei der sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet. Nach diesem Aspekt wird, selbst wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, die Ausgabe des Insassen-Sensors zur Beurteilung herangezogen, wodurch die Zuverlässigkeit der Beurteilung verbessert wird.

Ein siebenter Aspekt der vorliegenden Erfindung geht aus dem sechsten Aspekt hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bedingung zur Veränderung des Betriebsmodus auf den von dem normalen Modus abweichenden Modus darin besteht, daß das durch den Gewichtssensor detektierte Gewicht die Summe von Y und einem vorgegebenen Wert Z nicht überschreitet, wobei Y ein auf den Sitz lastendes Gewicht ist, bei dem der Betriebsmodus des Insassen-Rückhaltesystems verändert werden muß, wenn der Sitzgurt nicht verwendet wird.

Bei diesem Aspekt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, der Betriebsmodus nur dann auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt, wenn das durch den Gewichtssensor als dem Insassen-Sensor detektierte Gewicht die Summe (Y + Z) nicht überschreitet. Dieser Wert Y entspricht dem im Zusammenhang mit dem sechsten Aspekt erwähnten Wert Y. Deshalb kann exakt detektiert werden, daß sich niemand auf dem Sitz befindet. Anstelle der Feststellung, daß das durch den Gewichtssensor detektierte Gewicht die Summe (Y + Z) nicht überschreitet, kann ein Wert durch Subtrahieren des Wertes Z von dem durch den Gewichtssensor detektierten Gewicht ermittelt werden, und es kann festgestellt werden, daß der Wert den Wert Y nicht überschreitet. Es ist selbstverständlich, daß ein solcher Weg zu diesem Aspekt äquivalent ist.

Ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung geht aus den vorgenannten Aspekten hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines auf dem Sitzgurt installierten Zugspannungsschalters, der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine auf den Sitzgurt ausgeübte Zugspannung einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) überschreitet, und in den Fällen anderer Situationen einen zweiten Zustand annimmt, an dem Sitzgurt ein Zugspannungsschalter installiert ist, der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine auf den Sitzgurt ausgeübte Zugspannung einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) für einen vorgegebene Zeitspanne kontinuierlich überschreitet, und einen zweiten Zustand in Fällen anderer Situationen annimmt.

Es gibt Fälle, in denen sich der Zugspannungsschalter aufgrund der Bewegung des Insassen während eines Bremsvorgangs zeitweise in dem ersten Zustand befindet. In diesem Zustand kann eine fehlerhafte Beurteilung erfolgen, daß sich auf dem Sitz ein Kindersitz befindet, obwohl auf dem Sitz ein erwachsener Insasse sitzt. Bei diesem Aspekt wird der Zugspannungsschalter eingesetzt, der den ersten Zustand annimmt, wenn eine auf den Sitzgurt ausgeübte Zugspannung einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) für eine vorgegebene Zeitspanne kontinuierlich überschreitet, und der in Fällen anderer Situationen den zweiten Zustand annimmt. Da diese Bedingung niemals lange Zeit anhält, verhindert der Einsatz eines solchen Zugspannungsschalters die Fehlfunktion.

Die Formulierung "ein an dem Sitzgurt installierter Zugspannungsschalter, der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine auf den Sitzgurt ausgeübte Zugspannung einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) für eine vorgegebene Zeitspanne kontinuierlich überschreitet, und der in Fällen anderer Situationen einen zweiten Zustand annimmt" beinhaltet nicht nur einen Schalter mit einer solchen Funktion, sondern auch einen Schalter, der mit einem Steuerschaltkreis (einschließlich eines Programms) zusammenwirkt, um eine solche Funktion zu erfüllen. Beispielsweise ist ein Einschalt-Verzögerungszeitgeber mit dem Schalter verbunden und seine Ausgabe wird als die Ausgabe des Zugspannungsschalters angenommen. Alternativ kann ein Tiefpaßfilter mit dem Ausgang des Schalters verbunden sein und seine Ausgabe wird als die Ausgabe des Zugspannungsschalters angenommen. Ebenso alternativ kann ein Mikrocomputer die Ausgabe des Schalters überwachen, und es wird nur dann festgestellt, daß sich die Ausgabe des Zugspannungsschalters in dem ersten Zustand befindet, wenn der erste Zustand für eine vorgegebene Zeitspanne anhält.

Ein neunter Aspekt der Erfindung geht aus einem der vorherigen Aspekte hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß, anstatt daß der an dem Sitzgurt installierte Zugspannungsschalter, der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine auf den Sitzgurt ausgeübte Zugspannung einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) überschreitet, und der in Fällen anderer Situationen einen zweiten Zustand annimmt, ein Zugspannungsschalter an dem Sitzgurt installiert ist, der einen ersten Zustand annimmt, wenn auf den Sitzgurt keine Zugspannung ausgeübt wird oder die Zugspannung einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) nicht für eine vorgegebene Zeitspanne kontinuierlich überschreitet, und der in Fällen anderer Situationen einen ersten Zustand annimmt.

Bei diesem Aspekt befindet sich im Gegensatz zu dem achten Aspekt der Ausgang des Zugspannungsschalters in dem zweiten Zustand, wenn ein Zittern auftritt. Deshalb wird die Feststellung, ob der Insasse ein Kind oder ein Erwachsener ist, aufgrund der Ausgabe des Insassen-Sensors gemacht, wodurch eine zuverlässige Feststellung gewährleistet ist.

Die Formulierung "ein an dem Sitzgurt installierter Zugspannungsschalter, der einen zweiten Zustand annimmt, wenn auf den Sitzgurt keine Zugspannung ausgeübt wird oder eine Zugspannung einen bestimmten Wert (erster Schwellwert) nicht für eine vorgegebene Zeitspanne kontinuierlich überschreitet, und der in Fällen anderer Situationen einen ersten Zustand annimmt" beinhaltet nicht nur einen Schalter mit einer solchen Funktion, sondern auch einen Schalter, der mit einem Steuerschaltkreis (einschließlich eines Programms) zusammenwirkt, um eine solche Funktion zu erfüllen. Beispielsweise ist ein Ausschalt-Verzögerungszeitgeber mit dem Schalter verbunden, und sein Ausgang wird als der Ausgang des Zugspannungsschalters angenommen. Alternativ ist ein Tiefpaßfilter mit dem Ausgang des Schalters verbunden, und sein Ausgang wird als der Ausgang des Zugspannungsschalters angenommen. Ebenso alternativ überwacht ein Mikrocomputer die Ausgabe des Schalters, und es wird nur dann festgestellt, daß sich die Ausgabe des Zugspannungsschalters in dem zweiten Zustand befindet, wenn der zweite Zustand über eine vorgegebene Zeitspanne anhält.

Ein zehnter Aspekt der Erfindung geht aus einem der vorherigen Aspekte hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsmodus unter der Annahme bestimmt wird, daß sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet, wenn ein Schloßschalter detektiert, daß eine Zungenplatte nicht eingerastet ist.

Bei diesem Aspekt kann, wenn der Schloßschalter detektiert, daß die Zungenplatte nicht eingerastet ist, berücksichtigt werden, daß der Sitzgurt nicht verwendet wird, so daß die Feststellung, ob der Insasse ein Kind oder ein Erwachsener ist, nur durch den Insassen-Sensor vorgenommen wird, wodurch eine zuverlässige Feststellung gewährleistet ist.

Ein elfter Aspekt der Erfindung geht aus einem der fünften bis achten Aspekte hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Funktion zum Setzen des Wertes von αX = 0 vorgesehen ist unter der Annahme, daß sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet, wenn ein Schloßschalter detektiert, daß die Zungenplatte nicht eingerastet ist.

Wenn die Zungenplatte nicht eingerastet ist, kann die Zugspannung des Sitzgurts 0 betragen. Deshalb wird gemäß diesem Aspekt die Annahme gemacht, daß sich der Zugspannungsschalter in diesem Fall in dem zweiten Zustand befindet, so daß der Term αX in der Gleichung des sechsten Aspekts gezwungenermaßen zu Null wird, und die Feststellung wird nur durch den Wert von dem Gewichtssensor vorgenommen. Deshalb kann eine exakte Feststellung vorgenommen werden, selbst wenn die Zungenplatte nicht eingerastet ist.

Ein zwölfter Aspekt der Erfindung geht aus dem zehnten Aspekt oder dem elften Aspekt hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Alarmierungsabschnitt vorgesehen ist, der einen Alarm gibt, wenn der Schloßschalter detektiert, daß die Zungenplatte nicht eingerastet ist und sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet.

Wenn der Schloßschalter detektiert, daß die Zungenplatte nicht eingerastet ist, muß sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befinden. Wenn deshalb gemäß diesem Aspekt der Schloßschalter detektiert, daß die Zungenplatte nicht eingerastet ist, und der Zugspannungsschalter sich in dem ersten Zustand befindet, wird ein Alarm gegeben, wodurch der Insasse über eine Anormalität des Zugspannungsschalters informiert wird.

Ein dreizehnter Aspekt der Erfindung geht aus einem der vorherigen Aspekte hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Kurzschluß/Unterbrechungs-Detektiervorrichtung zum Detektieren eines Kurzschlusses und/oder einer Unterbrechung der Verdrahtung zu dem Zugspannungsschalter vorgesehen ist, wobei der Betriebsmodus unter der Annahme festgestellt wird, daß sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet, wenn die Kurzschluß/Unterbrechungs-Detektiervorrichtung einen Kurzschluß und/oder eine Unterbrechung der Verdrahtung detektiert.

Bei diesem Aspekt wird der Betriebsmodus unter der Annahme festgestellt, daß sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet, wenn die Kurzschluß/Verzögerungs-Detektiervorrichtung einen Kurzschluß und/oder eine Unterbrechung der Verdrahtung detektiert. Deshalb wird die Feststellung, ob der Insasse ein Kind oder ein Erwachsener ist, durch den Insassen-Sensor vorgenommen, wodurch eine zuverlässige Feststellung gewährleistet ist. Es ist selbstverständlich, daß die Kurzschluß/Verzögerungs-Detektiervorrichtung zumindest entweder den Kurzschluß oder die Unter brechung detektieren kann, und es ist nicht erforderlich, beides zu detektieren.

Ein vierzehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung geht aus dem dreizehnten Aspekt hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Alarmierungsabschnitt vorgesehen ist, der einen Alarm gibt, wenn die Kurzschluß/Unterbrechungs-Detektiervorrichtung den Kurzschluß und/oder die Unterbrechung der Verdrahtung detektiert.

Gemäß diesem Aspekt kann der Insasse über die Anormalität des Zugspannungsschalters informiert werden.

Ein fünfzehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung geht aus einem der vorhergehenden Aspekte hervor und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zugspannungsschalter gemäß einer Last betrieben wird, die in einer Korrelation mit der Gurtspannung steht, die an einem mechanischen Abschnitt eines Schlosses oder Rückholers wirkt, auf den eine Kraft von dem Sitzgurt ausgeübt wird.

Gemäß diesem Aspekt wird eine bestimmte Last mit einer Relation zur Zugspannung an dem Sitzgurt detektiert, und basierend auf der Last wird der Zustand des Schalters festgestellt, wodurch die Genauigkeit des Vorgangs verbessert und die Veränderung des Übergangspunktes des Schalters erleichtert wird.

Anschließend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1(A) bis 1(D) zeigen jeweils Ansichten von vier Situationen, in denen sich eine Person auf einem Vordersitz befindet.
Die 2(A), 2(B) zeigen Schemata des mechanischen Aufbaus und des Aufbaus des elektrischen Schaltkreises eines Beispiels des Zugspannungsschalters.
3 ist ein Blockdiagramm eines Insassen-Rückhaltesystems als ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 4(A), 4(B) zeigen die Verbindung zwischen dem Sitz und dem Sitzgurt.
5 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Insassen-Bewertungseinheit zeigt.
6 ist ein Flußdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Betriebs der Insassen-Bewertungseinheit zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die 1(A) bis 1(D) sind Ansichten, die jeweils eine Situation zeigen, bei der sich eine Person auf einem Vordersitz befindet. In den 1(A) bis 1(D) bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Sitz, 2a bezeichnet einen Rollgurt, 2b bezeichnet einen Schultergurt, 3 bezeichnet einen Zugspannungsschalter, 4 bezeichnet einen Kleinkindsitz, 5 bezeichnet ein Kleinkind, 6 be zeichnet einen Kindersitz, 7 bezeichnet ein kleines Kind, 8 bezeichnet einen Polstersitz, 9 bezeichnet ein Kind und 10 bezeichnet einen Erwachsenen.
1(A) zeigt eine Situation, bei der der Kleinkindsitz (RIFS: Rückwärts-Kleinkindsitz) 4 über den Rollgurt 2a an dem Sitz 1 befestigt ist, und das Kleinkind 5 (etwa 12 Monate alt) befindet sich in dem Kleinkindsitz. In diesem Fall beträgt das auf den Sitz 1 lastende Nettogewicht etwa 15 kgf, und die an dem Rollgurt anliegende Zugspannung beträgt etwa 10 kgf. 1(B) zeigt eine Situation, bei der der Kindersitz 6 durch den Rollgurt 2a an dem Sitz 1 befestigt ist, und das kleine Kind 7 (etwa 3 Jahre alt), sitzt auf dem Kindersitz. In diesem Fall beträgt das auf dem Sitz 1 lastende Nettogewicht etwa 23 kgf, und die an dem Rollgurt anliegende Zugspannung beträgt etwa 10 kgf. 1(C) zeigt eine Situation, bei der der Polstersitz 8 auf dem Sitz 1 angeordnet ist, das Kind (etwa 6 Jahre alt) sitzt auf dem Polstersitz und der Rollgurt 2a sowie der Schultergurt 2b sind über das Kind erstreckt angelegt. In diesem Fall beträgt das auf dem Sitz lastende Nettogewicht etwa 25 kgf, und die an dem Rollgurt 2a anliegende Zugspannung beträgt etwa 2 kgf. 1(D) zeigt eine Situation, bei der sich der Erwachsene 10 von kleiner Statur auf dem Sitz 1 befindet. In diesem Fall beträgt das auf dem Sitz lastende Nettogewicht etwa 40 kgf, und die an dem Rollgurt 2a anliegende Zugspannung beträgt etwa 2 kgf.
Wenn der Rollgurt 2a am Boden befestigt ist und der Kleinkindsitz 4 oder der Kindersitz 6 durch den Rollgurt 2a befestigt ist oder jemand den Sitzgurt angelegt hat, wie in den 1(A) bis 1(D) gezeigt, wird ein Teil der auf dem Rollgurt 2a anliegenden Zugspannung als eine Last zu dem Netto gewicht addiert. Die durch den Rollgurt 2a angelegte Last beträgt in den Fällen von (A), (B) etwa 7 kgf, in dem Fall von (C) etwa 2 kgf oder in dem Fall von (D) etwa 0–2 kgf. Dementsprechend beträgt das auf dem Sitz 1 lastende Gesamtgewicht im Fall von (A1 etwa 22 kgf, im Fall von (B) etwa 30 kgf, im Fall von (C) etwa 27 kgf und im Fall von (D) etwa 40–42 kgf. 16
Durch Feststellen, ob die Sitzbelastung einen Schwellwert überschreitet, der auf einen Wert in einem Bereich zwischen 30 kgf und 35 kgf gesetzt ist, kann, soweit es geht, beurteilt werden, ob der Insasse auf dem Sitz 1 ein Erwachsener oder ein Kind ist. Die zur Befestigung des Kleinkindsitzes 4 oder des Kindersitzes 6 angelegte Zugspannung ist jedoch variabel in Abhängigkeit des Aufbaus des Sitzes und/oder der Kraft, die durch eine in dem Kleinkindsitz 4 oder dem Kindersitz 6 befindliche Person aufgebracht wird, so daß es einen Fall gibt, bei dem die Zugspannung 10 kgf überschreitet. Deshalb gibt es einen Fall, bei dem das auf dem Sitz lastende Gesamtgewicht 30 kgf überschreitet, wenn der Kindersitz 6 auf dem Sitz 1 angeordnet wird. Außerdem ist die Zugspannung aufgrund der Beschleunigungsmomente eines Fahrzeugs während des Fahrens variabel. Die Beurteilung, ob der Insasse auf dem Sitz ein Erwachsener oder ein Kind ist, mittels des Gewichts auf dem Sitz 1, kann nur eine gewisse Zuverlässigkeit, aber keine vollständige Zuverlässigkeit gewährleisten. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Rollgurt 2a (oder bei bestimmten Situationen der Schultergurt 2b) mit dem Zugspannungsschalter 3 ausgestattet, und die Feststellung, ob der Insasse ein Erwachsener oder ein Kind ist, wird in Abhängigkeit von dem Gewicht auf dem Sitz und dem Zustand des Zugspannungsschalters vorgenommen.
Die 2(A), 2(B) zeigen Schemata des mechanischen Aufbaus und des Aufbaus des elektrischen Schaltkreises eines Beispiels des Zugspannungsschalters 3. In den 2(A), 2(B) bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Schloßkörper, 12 bezeichnet eine Einschnappklinge, 13 bezeichnet eine Zungenplatte, 14 bezeichnet einen Dehnungsmeßstreifen, 15 bezeichnet ein Schaltkreissubstrat, 16 bezeichnet einen Differenzenverstärker, 17 bezeichnet einen Vergleicher, 18 bezeichnet einen variablen Widerstand, 19 bezeichnet einen Widerstand und 20 bezeichnet einen Ausgabetransistor.
2(A) zeigt den mechanischen Aufbau des Zugspannungsschalters 3. Der Schloßkörper 11 ist an einem Ende einer Stütze angebracht, die an dem Fahrzeugboden oder dem Sitz befestigt ist. Die Zungenplatte 13 mit dem durch eine Öffnung darin verlaufenden Sitzgurt ist in eine Lücke zwischen dem Schloßkörper 11 und der Einschnappklinge 12 gegen die Kraft einer die Einschnappklinke beaufschlagenden Feder (nicht gezeigt) eingeführt. Anschließend greift ein Eingriffsabschnitt der Zungenplatte 13 mit der Einschnappklinke 12 ineinander ein, so daß sie miteinander fixiert sind. Sobald der Sitzgurt mit einer Zugspannung beaufschlagt wird, wird die Einschnappklinke 12 gegen Ausnehmungen gepreßt, die in dem Schloßkörper geformt sind, und dadurch elastisch deformiert. An der Einschnappklinke 12 ist der Dehnungsmeßstreifen 14 befestigt, der einer dem Ausmaß der elastischen Deformation entsprechende Spannung ausgibt. Die Ausgabe des Dehnungsmeßstreifens 14 wird durch den Schaltkreis in dem Schaltkreissubstrat 15 verstärkt, das in dem Schloßkörper 11 vorgesehen ist, wodurch die an dem Sitzgurt anliegende Zugspannung detektiert wird. Infolgedessen wird der detektierte Wert mit einem Referenzwert verglichen, so daß eine Ein schalt/Ausschalt-Ausgabe gemäß dem Pegel der Zugspannung erzeugt werden kann.
2(B) ist ein Diagramm, das ein Schema des elektrischen Schaltkreises des Zugspannungsschalters zeigt. An die Widerstandsbrücke des Dehnungsmeßstreifens 14 ist eine konstante Spannung +E angelegt. Da die Widerstandswerte der die jeweiligen Arme zusammensetzenden Widerstände aufgrund der auftretenden Dehnung variieren, ist die Widerstandsbrücke unausgeglichen, so daß der Dehnungsmeßstreifen 14 eine Ausgangsspannung erzeugt. Die Spannung wird durch den Differenzenverstärker 16 verstärkt und durch den Vergleicher 17 mit der von dem veränderlichen Widerstand 18 gegebenen Referenzspannung verglichen. Wenn die Ausgangsspannung des Dehnungsmeßstreifens 14 die Referenzspannung überschreitet, wird der Ausgang des Vergleichers 17 positiv, so daß der Ausgabetransistor 20 eingeschaltet wird. Deshalb fließt Strom durch den Widerstand 19 in den Schaltkreis, so daß der Strom in dem Schaltkreis anwächst. Wenn die Ausgangsspannung des Dehnungsmeßstreifens 14 kleiner ist als die Referenzspannung, wird der Ausgang des Vergleichers 17 negativ, so daß der Ausgabetransistor 20 ausgeschaltet wird. Deshalb fließt durch den Widerstand 19 kein Strom in den Schaltkreis, so daß der Strom in dem Schaltkreis abnimmt. Deshalb zeigt die Stärke des in dem Zugspannungsschalter fließenden Stroms an, ob die an dem Sitzgurt anliegende Zugspannung den vorgegebenen Wert überschreitet. Der vorgegebene Wert kann durch den veränderlichen Widerstand 18 freigesetzt werden.
Um den Aufbau der Vorrichtung zu vereinfachen, kann die Schaltung separat angeordnet werden, so daß nur der Dehnungsmeßstreifen 14 vorge sehen ist, und/oder der Betrieb des Vergleichers oder ähnliches kann durch ein Programm durchgeführt werden. Obwohl diese Konstruktion den Nachteil hat, daß für den Dehnungsmeßstreifen 14 vier Drahtverbindungen erforderlich sind, hat sie den Vorteil, daß die Notwendigkeit, das Schaltkreissubstrat 15 an dem Schloßkörper 11 anzubringen, beseitigt ist.
3 ist ein Blockdiagramm eines Insassen-Rückhaltesystems eines Beispiels einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Notfall-Detektiervorrichtung dient zum Detektieren der Notfallsituation, wie zum Beispiel einer Fahrzeugkollision, und ist im Stand der Technik für Luftsack-Systeme wohlbekannt. Der Kern der vorliegenden Erfindung ist eine Insassen-Bewertungseinheit, die einen Mikrocomputer umfaßt. Der Mikrocomputer kann einzeln oder gemeinsam mit anderen Mikrocomputern für andere Steuerfunktionen verwendet werden.
Die Insassen-Bewertungseinheit beinhaltet einen Gewichtsbestimmungsabschnitt, einen Anti-Zitterabschnitt, einen Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitt und/oder einen Fehlerdetektionsabschnitt. In die Insassen-Bewertungseinheit werden die Signale von den Gewichtssensoren, dem Zugspannungsschalter und dem Schloßschalter eingegeben und durch den Gewichtsbestimmungsabschnitt, den Anti-Zitterabschnitt, den Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitt und dem Fehlerdetektionsabschnitt der Insassen-Bewertungseinheit erarbeitet. Tatsächlich werden diese Prozesse von einem Programm durchgeführt. Die Ausgabe einer Notfall-Detektiervorrichtung und die Ausgabe der Insassen-Bewertungseinheit werden in einen UND-Schaltkreis eingegeben. Wenn beide Ausgänge Einschalt-(Hochpegel-) Signale sind, wird eine Aufblasvorrichtung des Luftsacks zur Zün dung aktiviert. Das heißt, wenn von der Insassen-Bewertungseinheit ein Einschalt-Signal nicht ausgegeben wird, wird die Aufblasvorrichtung nicht aktiviert, selbst wenn die Notfall-Detektiervorrichtung ein Einschalt-Signal ausgibt. Auf diese Weise wird bei diesem Beispiel die Aufblasvorrichtung gesteuert, nicht zu aktivieren, wenn die Insassen-Bewertungseinheit kein Einschalt-Signal ausgibt, und wenn die Insassen-Bewertungseinheit kein Einschalt-Signal ausgibt, kann die Aufblasvorrichtung derart gesteuert werden, daß eine verringerte Entfaltungskraft für den Luftsack entwickelt wird oder daß der Luftsack in zwei Stufen entfaltet wird.
Der Gewichtsbestimmungsabschnitt stellt fest, ob der Wert von dem Gewichtssensor, der das auf dem Sitz lastende Gewicht angibt, einen vorgegebenen Schwellwert Y überschreitet. Diese Feststellung unter Verwendung des auf dem Sitz lastenden Gewichts zeigt an, ob der Insasse auf dem Sitz ein Erwachsener oder ein Kind ist, wobei der zuvor genannte Schwellwert Y in einem Bereich von 30 kgf bis 35 kgf gesetzt wird. Der Schwellwert Y wird auf einen geeigneten Wert in Abhängigkeit von dem Aufbau und der Installation des Sitzes und des Sitzgurts gesetzt.
Das auf dem Sitz lastende Gewicht wird beeinflußt durch das Gewicht des Insassen und des Kindersitzes oder ähnliches und zusätzlich durch die Zugspannung des Sitzgurts. Vorzugsweise werden diese Effekte bei der Bestimmung des Schwellwerts Y berücksichtigt. Das heißt, daß unter der Annahme, daß der maximale Wert der Zugspannung des Sitzgurts innerhalb eines wichtigen Bereichs normaler Bedingungen X beträgt und daß die Multiplikation mit α die Zugspannung in eine Sitzbelastung umwandelt (α wird als "Lastumwandlungsfaktor" bezeichnet), der Schwellwert zur Feststellung, ob der Insasse ein Erwachsener oder ein Kind ist, auf einen Wert W gesetzt wird, der aus einer Gleichung X = αX + Y berechnet ist und nicht auf den Wert Y. Dies verhindert eine Fehlfunktion des Gewichtsbestimmungsabschnitts aufgrund der durch die Zugspannung des Sitzgurts umgewandelten Sitzbelastung. Wenn eine den Wert Y überschreitende Zugspannung anliegt, besteht die Möglichkeit einer Fehlfunktion der Gewichtsbestimmungseinheit. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Fehlfunktion der Gewichtsbestimmungseinheit in diesem Fall jedoch kein Problem, da nur aufgrund des Zustands des Zugspannungsschalters festgestellt wird, daß der Insasse ein Kind ist, wie später beschrieben wird.
Der Lastumwandlungsfaktor α ist in Abhängigkeit vom Aufbau des Sitzes und des Sitzgurts variabel. Die 4(A) und 4(B) zeigen die gegenseitige Relation zwischen dem Sitz und dem Sitzgurt. In den 4(A) und 4(B) bezeichnet das Bezugszeichen 2 einen Sitzgurt, 21 bezeichnet einen Gewichtssensor, 22 bezeichnet einen Abroller und "a"–"d" sind mögliche Positionen für die Installation eines Zugspannungsschalters. Bei diesem Beispiel weist der Sitzgurt 2 einen integralen Aufbau eines Rollgurts und eines Schultergurts auf. 4(A) zeigt einen Fall, bei dem ein Ende des Sitzgurts 2 über den Abroller 22 am Fahrzeugboden befestigt ist, und ein mittlerer Abschnitt des Sitzgurts 2 ist über den Schloßkörper 11 und die Zungenplatte 13 an dem Sitz 1 befestigt. 4(B) zeigt einen Fall, bei dem ein Ende des Sitzgurts 2 über den Abroller 22 am Fahrzeugboden befestigt ist, und ein mittlerer Abschnitt des Sitzgurts 2 ist über den Schloßkörper 11 und die Zungenplatte 13 am Fahrzeugboden befestigt. In beiden Fällen sind die vier Ecken des Sitzes 1 über Gewichtssensoren 21 am Fahrzeugboden befestigt.
Die Sitzlast wird berechnet durch Subtrahieren des Eigengewichts des Sitzes (Leergewicht) von der Summe der Ausgaben der vier Gewichtssensoren 21.
In dem Fall von 4(A) wird die Hälfte der abwärts gerichteten, von der Zugspannung des Sitzgurts umgewandelten Last durch den Sitz 1 aufgenommen. Das bedeutet, daß die Hälfte der Last durch die Gewichtssensoren 21 detektiert wird, so daß der Lastumwandlungsfaktor α auf einen Wert in einem Bereich von 0,2 bis 0,9 gesetzt wird. In dem Fall von 4(B) wird die abwärts gerichtete, von der Zugspannung des Sitzgurtes umgewandelte Last durch die Gewichtssensoren 21 detektiert, so daß der Lastumwandlungsfaktor a auf einen Wert in einem Bereich zwischen 0,4 bis 1,8 gesetzt wird (in diesem Fall ist der Bereich des zweiten Steuerwerts W in einem Bereich von 30 kgf bis 38 kgf). Auf diese Weise ist der Bereich des Lastumwandlungsfaktors a weit, der Faktor wird im wesentlichen festgelegt, wenn der Aufbau des Sitzes und des Sitzgurts und die relative Position zwischen dem Sitz und dem Sitzgurt so definiert sind, daß der passende Lastumwandlungsfaktor a aus dem Bereich ausgewählt werden kann.
In 4(A) sind die möglichen Positionen für die Installation des Zugspannungsschalters gezeigt. Der Zugspannungsschalter kann an irgendeiner Position "a" bis "d" installiert werden.
Der Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitt in 3 bestimmt schließlich zusammenfassend aus dem Ergebnis der Gewichtsbestimmungseinheit und dem eingeschalteten/ausgeschalteten Zustand des Zugspannungsschalters, ob der Insasse ein Erwachsener ist oder ein Kind. Bei der Bestimmung hat der eingeschalteter/ausgeschalteter Zustand des Zugspannungsschalters Vorrang. Das heißt, wenn der Zugspannungsschalter an zeigt, daß die Zugspannung einen vorgegebenen Wert "Eingeschalteter Zustand" überschreitet, wird nur aufgrund dieser Information festgestellt, daß der Insasse ein Kind ist und das Ausgangssignal der Insassen-Bewertungseinheit wird ausgeschaltet (Niedrigpegel). In dem Fall, daß der Zugspannungsschalter anzeigt, daß die Zugspannung den vorgegebenen Wert (ausgeschalteter Zustand) nicht überschreitet, und das Ergebnis der Gewichtsbestimmungseinheit anzeigt, daß das durch die Gewichtssensoren detektierte Gewicht den Schwellwert (Ausgeschalteter Zustand) nicht überschreitet, wird festgestellt, daß der Insasse ein Kind ist, und das Ausgangssignal des Insassen-Bewertungsabschnitts wird ausgeschaltet (Niedrigpegel). In dem Fall, daß sich der Zugspannungsschalter im ausgeschalteten Zustand befindet und das durch die Gewichtssensoren detektierte Gewicht den Schwellwert (Eingeschalteter Zustand) überschreitet, wird festgestellt, daß der Insasse ein Erwachsener ist, und das Ausgangssignal der Insassen-Bewertungseinheit wird eingeschaltet (Hochpegel).
Der oben erläuterte Betrieb ist der Hauptbetrieb des Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitts. Durch zusätzliche Berücksichtigung des Signals von dem Schloßschalter, kann fehlerhafte Beurteilung verhindert werden, selbst wenn der Zugspannungsschalter nicht funktioniert. Das heißt, wenn der Schloßschalter in dem ausgeschalteten Zustand ist (das heißt der Schloßschalter gibt ein Signal aus, das anzeigt, daß das Schloß nicht verriegelt ist), wird festgestellt, daß sich kein Insasse auf dem Sitz befindet, und das Ausgangssignal der Insassen-Bewertungseinheit wird ausgeschaltet. Dies verhindert eine fehlerhafte Beurteilung durch die Insassen-Bewertungseinheit, wenn der Zugschalter nicht funktioniert.
Anstelle einer solchen Feststellung kann die Feststellung nur unter Verwendung der Signale von den Gewichtssensoren vorgenommen werden, ohne den Zustand des Zugspannungsschalters für die Feststellung zu verwenden. In diesem Fall, wenn der Schwellwert für die Feststellung über das Gewicht durch einen Wirkungsfaktor korrigiert ist, kann der zuvor genannte Wert von αX auf 0 gesetzt werden.
Die Insassen-Bewertungseinheit ist mit dem Anti-Zitterabschnitt ausgestattet, um so die fehlerhafte Beurteilung der Insassen-Bewertungseinheit aufgrund von Zittern des Zugspannungsschalters zu verhindern. Es gibt Fälle, in denen aufgrund der Bewegung des Insassen während eines Bremsvorgangs zeitweise eine den Schwellwert überschreitende Zugspannung auf den Zugspannungsschalter ausgeübt wird. Obwohl auf dem Sitz ein erwachsener Insasse sitzt, kann in dieser Situation der Zugspannungsschalter eingeschaltet werden, und es kann zu einer fehlerhaften Beurteilung kommen, da sich auf dem Sitz ein Kindersitz befindet. Der Anti-Zitterabschnitt empfängt Signale von dem Zugspannungsschalter und legt fest, daß der Zugspannungsschalter nur dann eingeschaltet wird, wenn der Einschalt-Status über eine vorgegebene Zeitspanne anhält. Anschließend gibt der Anti-Zitterabschnitt das Signal an den Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitt aus. Das bedeutet, daß der Anti-Zitterabschnitt dieselbe Funktion durchführt wie in einem Fall einer Kombination mit einem Einschalt-Verzögerungszeitgeber. Der Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitt trifft eine Entscheidung unter Verwendung des Signals von dem Anti-Zitterabschnitt, ohne das Signal von dem Zugspannungsschalter direkt zu verwenden. Dies verhindert die fehlerhafte Beurteilung, wie oben beschrieben.
Im Gegensatz dazu kann der Zugspannungsschalter nicht ausgeschaltet werden, selbst wenn die Zugspannung zeitweise geringer ist als der Schwellwert. Wenn beispielsweise der Kindersitz durch den Sitzgurt befestigt ist, gibt es einen Fall, in dem der Zugspannungsschalter zeitweise ausgeschaltet ist, beispielsweise aufgrund der Beschleunigungsmomente des Fahrzeugs während der Fahrt über eine unebene Straße, und es könnte dadurch festgestellt werden, daß sich auf dem Sitz ein erwachsener Insasse befindet. Um solche fehlerhaften Beurteilungen zu verhindern, wird nur dann festgestellt, daß der Zugspannungsschalter ausgeschaltet ist, wenn der ausgeschaltete Zustand über eine vorgegebene Zeitspanne anhält. Anschließend wird das Signal an den Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitt weitergegeben. Das heißt, daß dieselbe Funktion durchgeführt wird wie in einem Fall einer Kombination mit einem Ausschalt-Verzögerungszeitgeber. Der Insassenkonstitutions-Bestimmungsabschnitt trifft die Entscheidung unter Verwendung des Signals von dem Anti-Zitterabschnitt, ohne das Signal von dem Zugspannungsschalter direkt zu verwenden. Dies verhindert die fehlerhafte Beurteilung, wie oben beschrieben.
Die Insassen-Bewertungseinheit ist mit dem Fehlerdetektionsabschnitt ausgestattet, um so das Auftreten eines Fehlers zu detektieren und den Insassen zu informieren. Wenn sich beispielsweise der Schloßschalter in dem ausgeschalteten Zustand und der Zugspannungsschalter in dem eingeschalteten Zustand befindet, stellt der Fehlerdetektionsabschnitt fest, daß der Zugspannungsschalter anormal ist, und gibt einen Alarm an den Insassen aus. Alternativ überwacht der Fehlerdetektionsabschnitt den dem Zugspannungsschalter zugeführten Strom. Wenn der Fehlerdetektionsabschnitt detektiert, daß kein Strom fließt, wird festgestellt, daß eine Unterbrechung aufgetreten ist, und an den Insassen wird ein Alarm ausgegeben. Wenn im Gegensatz dazu der Fehlerdetektionsabschnitt detektiert, daß zu viel Strom fließt, wird festgestellt, daß ein Kurzschluß aufgetreten ist, und an dem Insassen wird ein Alarm ausgegeben. Wenn eine solche Situation auftritt, wird die Ausgabe der Insassen-Bewertungseinheit ausgeschaltet oder die Beurteilung kann nur über die Ausgabe der Gewichtssensoren vorgenommen werden.
Anschließend wird ein typisches Beispiel des Betriebs der Insassen-Bewertungseinheit unter Verwendung eines Flußdiagramms beschrieben.
5 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Insassen-Bewertungseinheit zeigt. Die Routine wird in konstanten Intervallen durchgeführt. Bei einem Schritt S11 wird festgestellt, ob der Schloßschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn der Schloßschalter ausgeschaltet ist (wenn die Zungenplatte nicht eingerastet ist), springt der Vorgang zu einem Schritt S14, um eine Entscheidung über die Sitzbelastung vorzunehmen.
Wenn der Schloßschalter eingeschaltet ist, fährt der Vorgang bei einem Schritt S12 fort, um festzustellen, ob der Zugspannungsschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn der Zugspannungsschalter eingeschaltet ist (wenn die Belastung den Schwellwert überschreitet), fährt der Vorgang bei einem Schritt S13 fort, wo festgestellt wird, ob der eingeschaltete Zustand über eine vorgegebene Zeitspanne anhält oder nicht.
Wenn der eingeschaltete Zustand über die vorgegebene Zeitspanne anhält, wird festgestellt, daß dieser Zustand nicht zittert und der Vorgang springt zu einem Schritt S16, bei dem das Ausgangssignal ausgeschaltet wird. Wenn der eingeschaltete Zustand nicht über die vorgegebene Zeitspanne anhält, wird festgestellt, daß dieser Zustand zittert, und der Vorgang fährt zu einem Schritt S14 fort.
Wenn bei dem Schritt S13 festgestellt wird, daß der Zustand nicht zittert, kann die Summe des zuvor genannten Wertes Y (oder αX + Y) und einem vorgegebenen Wert Z mit dem durch die Gewichtssensoren detektierten Wert verglichen werden. Wenn der letztere den vorher genannten Wert nicht überschreitet, wird festgestellt, daß sich niemand auf dem Sitz befindet, und der Vorgang kann zu dem Schritt S16 springen. Wenn der letztere den erstgenannten Wert überschreitet, kann der Vorgang zu dem Schritt S14 (oder einem Schritt S15) fortschreiten.
Bei dem Schritt S14 wird unter Verwendung der Sitzbelastung eine Feststellung vorgenommen, ob der Insasse ein Erwachsener oder ein Kind ist. Das heißt, es wird festgestellt, ob die von den Gewichtssensoren eingegebene Sitzbelastung den Schwellwert überschreitet oder nicht. Der Schwellwert wird auf eine geeignete Belastung Y gesetzt, die zwischen der Sitzbelastung, wenn sich ein kleiner Erwachsener auf dem Sitz befindet, und der maximalen Belastung liegt, wenn auf dem Sitz ein Kindersitz befestigt ist und sich ein Kind auf dem Kindersitz befindet. Der Schwellwert wird im allgemeinen in Abhängigkeit von dem Aufbau des Sitzes und des Sitzgurtes auf einen Wert zwischen 30 kgf und 35 kgf (oder zwischen 30 kgf und 38 kgf) gesetzt. Wie oben erwähnt, kann ein weiterer Schwellwert (zweiter Schwellwert) auf einen Wert gesetzt werden, der sich durch Addieren eines Wertes, der durch Multiplizieren des Schwellwerts (erster Schwellwert) X des Zug spannungsschalters mit dem Lastumwandlungsfaktor a gewonnen wird, mit der obigen Belastung Y ergibt, das heißt αX + 5 Y = W (zweiter Schwellwert). Wenn die Sitzbelastung den Schwellwert nicht überschreitet, wird festgestellt, daß der Insasse ein Kind ist, und der Vorgang fährt bei dem Schritt S16 fort, bei dem das Ausgangssignal ausgeschaltet wird. Wenn die Sitzbelastung den Schwellwert überschreitet, wird festgestellt, daß der Insasse ein Erwachsener ist, und der Vorgang fährt bei dem Schritt S15 fort, bei dem das Signal eingeschaltet wird.
6 ist ein Flußdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Betriebs der Insassen-Bewertungseinheit zeigt. Die Routine wird in konstanten Intervallen durchgeführt. Bei einem Schritt S21 wird festgestellt, ob der Schloßschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn der Schloßschalter ausgeschaltet ist (wenn die Zungenplatte nicht eingerastet ist), springt der Vorgang zu einem Schritt S24 ohne Referenz zu der Aktivierung des Zugspannungsschalters, um den Schwellwert der Sitzbelastung zu verändern. Das heißt, wenn der Schwellwert auf W = αX + Y gesetzt ist, wird der Schwellwert auf W = Y gesetzt, und der Vorgang fährt anschließend bei einem Schritt S25 fort. Wenn der Schwellwert eine solche Korrektur von αX nicht enthält, wird der Schwellwert nicht verändert, und der Vorgang fährt bei dem nächsten Schritt fort.
Wenn der Schloßschalter eingeschaltet ist, fährt der Vorgang bei einem Schritt S22 fort, um festzustellen, ob der Zugspannungsschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn der Zugspannungsschalter eingeschaltet ist (wenn die Belastung den Schwellwert überschreitet), fährt der Vorgang bei einem Schritt S23 fort, wo festgestellt wird, ob der eingeschal tete Zustand über eine vorgegebene Zeitspanne anhält oder nicht. Wenn der eingeschaltete Zustand über die vorgegebene Zeitspanne anhält, wird festgestellt, daß dieser Zustand nicht zittert, und der Vorgang springt zu einem Schritt S27, bei dem das Ausgangssignal ausgeschaltet wird. Wenn der eingeschaltete Zustand nicht über die vorgegebene Zeitspanne anhält, wird festgestellt, daß dieser Zustand zittert, und der Vorgang fährt bei einem Schritt S25 fort.
Bei dem Schritt S25 wird unter Verwendung der Sitzbelastung eine Feststellung vorgenommen, ob der Insasse ein Erwachsener oder ein Kind ist. Das heißt es wird festgestellt, ob die von den Gewichtssensoren eingegebene Sitzbelastung den Schwellwert überschreitet oder nicht. Wenn die Sitzbelastung den Schwellwert nicht überschreitet, wird festgestellt, daß der Insasse ein Kind ist, und der Vorgang fährt bei dem Schritt S27 fort, bei dem das Ausgangssignal ausgeschaltet wird. Wenn die Sitzbelastung den Schwellwert überschreitet, wird festgestellt, daß der Insasse ein Erwachsener ist, und der Vorgang fährt bei dem Schritt S26 fort, bei dem das Ausgangssignal ausgeschaltet wird.
Wie oben beschrieben, kann gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zuverlässig detektiert werden, daß der Insasse ein Kind ist, auch wenn ein Kindersitz auf dem Sitz befestigt ist, und der Betriebsmodus kann der Situation entsprechend ausgewählt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Zugspannung des Sitzgurtes, bei dem ein Sitzschalter aktiviert wird, passend gesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Gewichtssensor als Insassen-Sensor eingesetzt werden, wodurch zuverlässig detektiert wird, ob der Insasse ein Erwachsener ist oder ein Kind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann zuverlässig detektiert werden, daß der Insasse ein Kind ist, selbst wenn ein Kindersitz auf dem Sitz installiert ist, wodurch der Betriebsmodus der Situation entsprechend ausgewählt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Einfluß der Sitzgurt-Zugspannung auf den Gewichtssensor berücksichtigt, wodurch die Genauigkeit der Bewertung verbessert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Ausgabe des Insassen-Sensors zur Beurteilung verwendet, selbst wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, wodurch die Genauigkeit der Bewertung verbessert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Betriebsmodus nur dann auf einem von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt, wenn das durch den Gewichtssensor als Insassen-Sensor detektierte Gewicht die Summe (Y + Z) nicht überschreitet, selbst wenn sich der Zugspannungsschalter in dem ersten Zustand befindet, so daß zuverlässig festgestellt werden kann, daß auf dem Sitz niemand sitzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine exakte Bewertung erzielt werden, selbst wenn der Zugspannungsschalter zittert, da die Fehlfunktion aufgrund von Zittern verhindert werden kann.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn das Zittern aufgetreten ist, die Bewertung des Insassen über die Aus gabe des Insassen-Sensors vorgenommen werden, wodurch selbst in einem solchen Fall eine zuverlässige Bewertung gewährleistet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn der Schloßschalter detektiert, daß die Zungenplatte nicht eingerastet ist, berücksichtigt werden, daß der Sitzgurt nicht verwendet wird, so daß die Feststellung, ob der Insasse ein Kind ist oder ein Erwachsener, nur über den Insassen-Sensor vorgenommen wird, wodurch eine zuverlässige Feststellung gewährleistet ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn der Schloßschalter ausgeschaltet ist, berücksichtigt werden, daß sich der Zugspannungsschalter in dem zweiten Zustand befindet, wobei der Term (αX in der Gleichung W = (αX + Y gezwungenermaßen zu Null gesetzt wird, und die Bewertung wird nur über den Wert von dem Gewichtssensor vorgenommen, wodurch eine zuverlässige Bewertung gewährleistet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Insasse über eine Anormalität des Zugspannungsschalters informiert werden.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Drahtverbindungen zu dem Zugspannungsschalter kurzgeschlossen oder unterbrochen sind, die Feststellung, ob der Insasse ein Kind oder ein Erwachsener ist nur über den Insassen-Sensor vorgenommen, wodurch eine zuverlässige Feststellung gewährleistet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Insasse über eine Anormalität des Zugspannungsschalters informiert werden.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine bestimmte Belastung mit einer Relation zu der Zugspannung des Sitzgurts detektiert, und der Zustand des Schalters wird basierend auf der Belastung unterschieden, wodurch die Genauigkeit des Vorgangs verbessert und die Veränderung des Übergangspunktes des Zugspannungsschalters vereinfacht wird.
Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dient dem Zweck der Illustration und der Erläuterung. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären.

Claims

Insassen-Rückhaltesystem zum Zurückhalten eines Insassen im Falle einer Fahrzeugkollision mit: einem Insassen-Sensor (21) zum Detektieren der Konstitution eines auf einem Sitz (1) sitzenden Insassen (5, 7, 9, 10); und einem an einem Sitzgurt (2a, 2b) installierten Zugspannungsschalter (3), der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine einen vorbestimmten Wert (erster Schwellwert) überschreitende Zugspannung auf den Sitzgurt (2a, 2b) ausgeübt wird, und einen zweiten Zustand in Fällen anderer Situationen annimmt, wobei – ein Betriebsmodus für das Insassen-Rückhaltesystem in Abhängigkeit von den Zuständen des Insassen-Sensors (21) und des Zugspannungsschalters (3) setzbar ist, – der Betriebsmodus auf einen von einem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem ersten Zustand befindet, und – der Betriebsmodus in Abhängigkeit von einer Ausgabe des Insassen-Sensors (21) auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem zweiten Zustand befindet.
Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der erste Schwellwert in einem Bereich von 3 kgf bis 15 kgf liegt.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Insassen-Sensor (21) ein Gewichtssensor ist, der das auf dem Sitz (1) lastende Gewicht detektiert.
Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem ersten Zustand befindet, und der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem zweiten Zustand befindet und das durch den Gewichtssensor (21) detektierte Gewicht einen weiteren vorbestimmten Schwellwert (zweiter Schwellwert) nicht überschreitet.
Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 4, wobei der zweite Schwellwert W nach einer Gleichung W = αX + Y bestimmt wird, wobei α als ein Lastumwandlungsfaktor angenommen wird, X als der erste Schwellwert angenommen wird und Y als ein auf dem Sitz lastendes Gewicht angenommen wird, bei dem der Betriebsmodus des Insassen-Rückhaltesystems verändert werden muß, wenn der Sitzgurt (2a, 2b) nicht verwendet wird.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Anspruche 1 bis 5, wobei, anstatt daß der Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus gesetzt wird, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem ersten Zustand befindet, der Betriebsmodus gemäß der Ausgabe des Insassen-Sensors (21) unter einer Bedingung, die von der Bedingung abweicht, wenn sich der Zugspannungsschalter (3) in dem zweiten Zustand befindet, in einen von dem normalen Modus abweichenden Modus verändert wird.
Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 6, wobei die Bedingung zum Verändern des Betriebsmodus auf einen von dem normalen Modus abweichenden Modus darin besteht, daß das durch den Gewichtssensor detektierte Gewicht die Summe aus dem Wert Y und einem vorgegebenen Wert Z nicht überschreitet, wobei Y ein auf dem Sitz (1) lastendes Gewicht ist, bei dem der Betriebsmodus des Insassen-Rückhaltesystems verändert werden muß, wenn der Sitzgurt (2a, 2b) nicht verwendet wird.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, anstelle des an dem Sitzgurt (2a, 2b) installierten Zugspannungsschalters, der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine einen vorbestimmten Wert (erster Schwellwert) überschreitende Zugspannung auf den Sitzgurt (2a, 2b) ausgeübt wird, und der in Fällen anderer Situationen einen zweiten Zustand annimmt, ein Zugspannungsschalter (3) an dem Sitzgurt (2a, 2b) installiert ist, der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine einen vorbestimmten Wert (erster Schwellwert) überschreitende Zugspannung über eine vorgegebene Zeitspanne auf den Sitzgurt (2a, 2b) ausgeübt wird, und der in Fällen anderer Situationen einen zweiten Zustand annimmt.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, anstelle des an dem Sitzgurt (2a, 2b) installierten Zugspannungsschalters, der einen ersten Zustand annimmt, wenn eine einen vorbestimmten ersten Wert (erster Schwellwert) überschreitende Zugspannung auf den Sitzgurt (2a, 2b) ausgeübt wird, und der in Fällen anderer Situationen einen zweiten Zustand annimmt, ein Zugspannungsschalter (3) an dem Sitzgurt (2a, 2b) installiert ist, der einen zweiten Zustand annimmt, wenn keine Zugspannung oder eine einen vorbestimmten Wert (erster Schwellwert) nicht überschreitende Zugspannung über eine vorgegebene Zeitspanne kontinuierlich auf den Sitzgurt ausgeübt wird, und der in Fällen anderer Situationen einen ersten Zustand annimmt.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei, wenn ein Schloßschalter detektiert, daß eine Zungenplatte (13) des Zugspannungsschalters (3) nicht verriegelt ist, der Betriebsmodus unter der Annahme bestimmt wird, daß sich der Zugspannungsschalter (3) in dem zweiten Zustand befindet.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, ferner umfassend eine Funktion zum Setzen des Terms αX = 0 unter der Annahme, daß sich der Zugspannungsschalter (3) in dem zweiten Zustand befindet, wenn ein Schloßschalter detektiert, daß eine Zungenplatte (13) des Zugspannungsschalters (3) nicht verriegelt ist.
Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend einen Alarmabschnitt, der einen Alarm abgibt, wenn der Schloßschalter detektiert, daß die Zungenplatte (13) nicht verriegelt ist und sich der Zugspannungsschalter (3) in dem ersten Zustand befindet.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend eine Kurzschluß/Unterbrechungs-Detektiervorrichtung zum Detektieren eines Kurzschlusses und/oder einer Unterbrechung einer Drahtverbindung zu dem Zugspannungsschalter (3), wobei der Betriebsmodus unter der Annahme festgestellt wird, daß sich der Zugspannungsschalter (3) in dem zweiten Zustand befindet, wenn die Kurzschluß/Unterbrechungs-Detektiervorrichtung einen Kurzschluß und/oder eine Unterbrechung der Drahtverbindung detektiert.
Insassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 13, ferner umfassend einen Alarmabschnitt, der einen Alarm abgibt, wenn die Kurzschluß/Unterbrechungs-Detektiervorrichtung den Kurzschluß und/oder die Unterbrechung der Drahtverbindung detektiert.
Insassen-Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Zugspannungsschalter (3) gemäß einer Last betrieben wird, die in einer Korrelation mit der Gurtspannung steht, die an einem mechanischen Abschnitt eines Schlosses (11) oder Rückholers wirkt, auf den eine Kraft von dem Sitzgurt (2a, 2b) ausgeübt wird.