JP2001509894A - 車両乗客重量センサ - Google Patents

車両乗客重量センサ

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Abstract

(57)【要約】 衝突検出器と車両座席付近のエアバッグ(22)とを有する車両安全システムが、さらに、車両座席上の乗客の重量を検出するためのシステムを有する。乗客の検出重量が予め決められている閾値を越えない場合には、エアバッグが使用不可能にされる。前方センサ(44)と後方センサ(46)とが、座席内の強磁性構造要素に近接して車両座席内に装着されている。これらのセンサは、車両座席上の重量に比例している強磁性要素(40)の歪みを測定する。これら2つのセンサの測定値の比較が車両座席上の乗客の位置の表示も与え、乗客がエアバッグに近すぎる位置に座っている場合には、エアバッグが使用不可能にされることが可能である。これらのセンサの各々が、既知の周波数の発振磁場を発生させる電磁石(48)とコイル(50)とを使用することが好ましい。強磁性要素の歪みが磁場を変化させ、上記コイルによって検出されるこうした歪みを変化させる。検出された磁場変化は、乗客の重量に比例している。

Description

【発明の詳細な説明】 車両乗客重量センサ 本発明は、車両エアバッグのような車両安全装置の作動を制御するために使用 可能である、自動車内に着座している人間または物体の重量を検出するための改 良されたシステムと方法とに関する。 現在の車両は、運転者と前部座席乗客とのためのエアバッグを含む。製造業者 は、乗客座席上の重量が所与の閾値よりも低い場合に乗客側のエアバッグを使用 不可能にし、それによってエアバッグが危険をもたらす可能性がある個人の存在 または乗客の不在を表示するシステムを開発することを求めている。 図面の簡単な説明 図1は、本発明の車両安全システムの略図である。 図2は、図1の車両座席の図1の線2−2に沿って取られた断面図である。 図3は、別の座席フレーム構造の図2と同様の断面図である。 図4は、図1のセンサとして使用されることが可能である能動センサの略図で ある。 図5は、図1のセンサとして使用されることが可能である受動センサの部分切 取斜視図である。 図6は、図5のセンサの断面図である。 発明の詳細な説明 本発明による車両安全システム20が図1に示されており、この車両安全シス テムは、一般的に、車両26内の車両座席24の前方に配置されたエアバッグ2 2のような車両安全装置22を含む。サイドエアバッグも公知であり、関連の車 両座席24に近接して装着される他の車両安全装置22も公知であるので、例示 のためにエアバッグ22が車両座席24の前方に装着される形で示されているに すぎない。 車両安全システム20は、さらに、一般的に、車両座席24上の重量を測定す る重量システム28を含む。マイクロコントローラ30が、重量システム28か らの情報に基づいて車両安全システム20の動作を制御する。エアバッグ22は 、アクチュエータ32と、エアバッグ技術分野で公知である衝突検出器34とを 含む。 車両座席24は、フォームクッション38上の着座表面36を含む。このフォ ームクッション38は、ワイヤのような少なくとも1つの強磁性要素40を含む 支持構造によって支持されている。 重量システム28が、着座表面36の前方部分上の重量を測定する前方センサ 44と、着座表面36の後方部分上の重量を測定する後方センサ46とを含むこ とが好ましい。本明細書で使用される場合に、術語「前方の」と「後方の」は、 エアバッグ22を基準としたセンサ44、46の位置を表しており、したがって 、前方センサ44は、後方センサ46よりもエアバッグ22に近接している。前 方配置エアバッグ22の例では、これは、車両26内の前方と後方とに相当する ことだろう。 センサ44、46の各々が、強磁性要素40が磁石48の磁場内に位置してい るように、座席24内の強磁性要素40に近接している磁石48を含む。磁石4 8は永久磁石であってもよいが、電磁石であることが好ましい。センサ44、4 6の各々はさらに、同様に強磁性要素40に接近して配置されているコイル50 も含む。 好ましくは増幅器54と帯域フィルタ56と比較器58とを含む信号プロセッ サ52が、各コイル50から信号を受け取る。関数発生器60が、既知の周波数 の既知の関数で磁石48を励磁することが好ましい。 動作中は、各センサ44、46内の磁石48が、好ましくは100−50kH zの正弦波磁場を生じさせ、この磁場が強磁性要素40によって受け取られて、 強磁性要素内での磁気誘導を引き起こすことが好ましい。起電力電圧が磁気誘導 によってインダクタであるコイル50内で誘導され、信号プロセッサ52によっ て受け取られる。信号が増幅器54によって増幅され、帯域フィルタ56によっ てろ波される。帯域フィルタ56が、磁石48によって発生させられる磁場の周 波数の第三高調波を通過させることが好ましい。例えば、20kHzで正弦波磁 場を発生させる磁石の場合には、帯域フィルタ56が、30kHz成分を表す信 号を比較器58に送り、比較器58ではその信号の大きさが所与の閾値と比較さ れることが好ましい。乗客のような重量が車両座席24の着座表面36の上に置 かれる時には、その重量が着座表面36とフォームクッション38とを通して強 磁性要素40に伝えられ、それによって強磁性要素40内に歪みが誘発される。 強磁性要素40内の歪みが、コイル50によって発生させられる磁場と起電力電 圧とを変化させる。コイル50によって発生させられる信号の第三高調波の振幅 を測定することによって、着座表面36上の重量が測定されてマイクロコントロ ーラ30に表示されることが可能である。 エアバッグ22の作動が、センサ44、46からの情報に基づいて幾つかの形 に変化させられる。第1に、センサ44、46によって測定された合計重量が予 め決められた閾値を越えていない場合には、マイクロコントローラ30が車両安 全装置を使用禁止にする。したがって、衝突検出器34が十分な大きさの衝突を 示す場合でさえ、アクチュエータ32はエアバッグ22を作動させないだろう。 或いは、例えば、より軽い体重の乗客が検出される時にエアバッグ22の展開の 速度を低下させるように、マイクロコントローラ30が、センサ44、46によ って測定された合計重量に基づいて、アクチュエータによってエアバッグ22の 作動を変化させることが可能であり、さらに、前方センサ44と後方センサ46 との間における測定体重の差に基づいて、マイクロコントローラ30が、エアバ ッグ22を基準とする着座表面36上の乗客の適切な位置を検出することが可能 である。マイクロコントローラ30が、乗客が着座表面36の前方位置に着座し ている(すなわち、エアバッグ22に近すぎる)と判定する場合には、マイクロ コントローラ30が、エアバッグ22の作動を不可能にするか、または、エアバ ッグ22の展開を変更し、例えばその展開速度を低下させる。 或いは、磁石48が永久磁石である場合には、信号プロセッサ52とマイクロ コントローラ30とが、強磁性要素40上の歪みの変化だけを検出する。乗客が 着座表面36上に存在しない時点を検出することと、乗客が着座表面36上に座 っている時の強磁性要素40上の歪みの変化を検出することとによって、乗客の 重量が測定される。 信号プロセッサ52とその構成要素とがマイクロコントローラ30によって実 行されるソフトウェアで置き換えられることも可能である。ディジタルフィルタ と比較器とが当業者では公知である。さらに、追加のフィルタ、平滑関数、また は、アルゴリズム一般が、乗客が体重を移動させる場合のような重量の過渡的変 化を計算に入れるために、使用されることが可能である。 車両座席24内のセンサ44、46の配置が、図2にさらに具体的に示されて いる。公知の車両座席24は、一般的に、座席フレーム66の前方端部70に取 り付けられておりかつ棒72に結合されている複数のばね68を有する、座席フ レーム66を含む。座席フレーム66の後方端部76に取り付けられている相補 的な後方ばね74も、棒78に結合されている。ワイヤのような強磁性要素40 が、2つの棒72、78の間に張り渡されている。センサ44、46が、同じ1 つの強磁性要素40に近接して配置されていることが好ましい。前方センサ44 は、後方センサ46とエアバッグ22°との概ね中間に配置されている。このよ うにして、エアバッグ22に対する乗客の近接性が推定されることが可能である 。 図3は、エアバッグ22に対する座席フレーム66の方向配置が図2に示され ている方向配置がら90°回転させられた時の、センサ44、46の位置を示し ている。この場合には、前方センサ44が、前方強磁性要素84に近接して装着 されていることが好ましく、かつ、後方センサ46が後方強磁性要素86に近接 して装着されていることが好ましい。いずれの構成においても、前方センサ44 が後方センサ46の前方に位置していることが好ましく、この場合、述語「前方 の」は、一般にエアバッグ22に近い方向を表している。 図4は、図1のセンサ44、46として使用されることが可能であるセンサ9 0を示している。センサ90は、一般に、関数発生器60によって駆動される時 に磁石48を形成する励磁コイル94を有するフェライトコア92を含む。セン サ90はさらに、好ましくはフェライトコア92の周囲に巻かれているコイル5 0も含む。 図5と図6は、永久磁石106と共に図1のセンサ44、46として使用され ることが可能である別の受動センサ104を示している。永久磁石106は、第 1の足110と第2の足112とを形成する直径方向に延びている溝108を有 する、概ね円筒形である。ワイヤ114が第1の足110の周囲に巻かれており 、それに続いて第2の足112の周囲に巻かれている。センサ104はさらに、 ステンレス鋼ケーシング120とエポキシ樹脂のケーシング122とを含む。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 自動車内の着座表面上の重量を測定するためのシステムであって、 その上の重量に応じて歪みが強磁性要素内に誘発されるように前記着座表面( 36)に機械的に結合されている強磁性要素(40)と、 前記強磁性要素内の前記歪みによって変化させられる磁場を発生させ、かつ、 前記磁場の変化に基づいて信号を発生させる第1のセンサ(46)とを有するシ ステム。 2. 前記第1のセンサ(46)が、磁場を発生させる磁石(48)を有し、前 記磁石が前記強磁性要素(40)に近接して前記車両上に装着されている請求項 1に記載の自動車内の着座表面上の重量を測定するためのシステム。 3. 前記第1のセンサ(46)がさらに、前記強磁性要素(40)に近接して 前記自動車上に装着されているインダクタ(50)も有し、前記インダクタが、 前記磁場と前記強磁性要素内の前記歪みとに基づいて信号を発生させる請求項2 に記載の自動車内の着座表面上の重量を測定するためのシステム。 4. 前記磁石(48)が永久磁石である請求項2に記載の自動車内の着座表面 上の重量を測定するためのシステム。 5. 前記磁石(48)が電磁石であり、前記インダクタ(50)がコイルを含 む請求項3に記載の自動車内の着座表面上の重量を測定するためのシステム。 6. 車両安全装置(22)のためのアクチュエータ(32)をさらに有し、前 記アクチュエータが、前記第1のセンサ(46)からの前記信号に基づいて前記 車両安全装置を作動させる請求項1に記載の自動車内の着座表面上の重量を測定 するためのシステム。 7. 前記第1のセンサ(46)よりも前記車両安全装置(22)の近くに前記 強磁性要素(40)に近接して装着されている第2のセンサ(44)をさらに有 し、前記アクチュエータ(32)が、前記第1のセンサからの信号と、前記第2 のセンサとからの信号と、前記第1のセンサからの信号と前記第2のセンサから の信号との比較とに基づいて、前記車両安全装置を作動させる請求項6に記載の 自動車内の着座表面上の重量を測定するためのシステム。 8. 前記第1のセンサ(46)が前記強磁性要素(40)内の歪みの変動を測 定する請求項1に記載の自動車内の着座表面上の重量を測定するためのシステム 。 9. 前記第1のセンサ(46)からの前記信号の第二高調波を分析する信号プ ロセッサ(52)をさらに有する請求項1に記載の自動車内の着座表面上の重量 を測定するためのシステム。 10. 前記信号プロセッサ(52)がフィルタを含む請求項9に記載の自動車 内の着座表面上の重量を測定するためのシステム。
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