JP2010522338A - 負荷を検知するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

光検知システムは光ファイバ内の光の減衰を介して圧力を検出する。これは、複数の光ファイバを有するマットにおける負荷の重量及び位置を測定するために特に有用であり、それらの光ファイバは、シートに着座している乗員についてそれらのパラメータを決定するように自動車のシートにおいて位置付けられることが可能である。この情報は、乗員の重量及び位置に感応してエアバッグが展開される（必要に応じて）ことを容易に可能にする形式でエアバッグ展開システムに与えられる。その情報は、乗員のプロファイルに基づいてエアバッグの展開を抑制する技術をこの検出システムに与える。更に、そのシステム及び方法は、負荷、負荷の移動、負荷の位置が車体において検出されることが可能であるように、光ファイバの方法論を用いる。例えば、飛行機又は船等の車体についてのアプリケーションにおいては、貨物の重量、位置及び動きを検知することにより、車体における貨物の一部における重量の危険な移動を補正するのに、又はそのような移動を補償する車体の動作を修正するのに十分な時間内でオペレータ又はパイロットに警告することができる。

Description

本発明は、負荷を検知することに関し、より具体的には、光ファイバへの重量の押圧がその光ファイバを通る光の減衰をもたらすように位置付けられた光ファイバの使用を介して負荷を検知することに関する。

自動的に負荷を検知することができることが、特に、負荷の位置及び重量を検知することができることが有用である多くのアプリケーションが存在する。そのような能力が望まれる１つの特定の領域は、事故のイベントにおいてエアバッグの最も適切な展開を判定し、例えば、乗員が小さい子供であるような特定の場合において展開を抑制するように、自動車のシートに着座している乗員の重量及び位置を決定することにある。全ての車体における次世代のエアバッグ抑制システムの条件は、２００８年に全ての自動車についての完全実施のために義務付けられている。これは技術的なチャレンジであり、そのために、複数の提案された解決方法が存在している。しかしながら、それらの解決方法の何れも、容易に製造して普及させるには十分に簡単ではない。

エアバッグの展開に関連して自動車のシートに着座している乗員の重量及び、ある程度まで位置を確認する一般のタスクは、先行技術において検討されてきている。それについては、例えば、Ｂｒｅｅｄ等による米国特許第６，７１２，３８７号明細書を参照されたい。Ｂｒｅｅｄは、乗員の存在及び／乗員の位置を決定するシステム及び方法並びに側方エアバッグの展開を制御して影響を与える種々の装置について記載している。その特許文献に記載されているシステムは、シート部分の上の空間から音波を受け入れるように備えられたトランスジューサを有し、乗員の存在及び／又は位置を表す信号が、そのトランスジューサにより受け入れられた音波に基づいて生成される。その特許文献においては、乗員がドアにもたれかかって傾いているか又はエアバッグモジュールに近接している可能性があるかどうかの判定が重要である。“それらの場合、側方エアバッグの展開は抑制されることが可能である。代替としては、側方エアバッグの展開が開始する時間、側方エアバッグへのガス流の速度、側方エアバッグの外へのガス流及び／又は側方エアバッグの展開速度は制御される”、とその特許文献の要約にある。

しかしながら、Ｂｒｅｅｄによるシステム及び他の先行技術におけるシステムは、経済的なシステムにおいて乗員の存在及び重量のクラスのより正確なグレーディングを必要とする新しい行政官庁の規制に適合することを可能にしない限界を有する。例えば、上記特許文献において乗員の存在、大きさ及び位置を決定するように関連力の演算は、ニューラルネットに対応する複雑なアルゴリズムを使用することを必要とする。そのような方法は複雑であり、最先端の解析技術及び装置を必要とする。

複数の光ファイバが、光の伝送を介する通信のために長年用いられてきている。光ファイバの特徴はよく知られていて、光ファイバは何れの数の構成も組み合わされてきている。当業者は、通信アプリケーションにおいては、光ファイバは一般に、光の伝送ができるだけ減衰しないように、比較的まっすぐに維持され、好適には、特定の規定された半径よりきつく曲げられないように維持される必要があることを、当業者は理解できるようになっている。光ファイバの選択及び比較的平坦に維持する条件については、Ｗｉｅｎｅｒによる米国特許第５，２５６，４６８号明細書に、光ファイバ群又はケーブルの組織化の仕方、それらの光ファイバは略平行の位置に維持され、織られたマットを構成するように二次ファイバにより留められることが記載されている。材料の適切なパラメータ及び織り条件を選択することにより、複数の光ファイバが、高度に平行で且つ高度に平坦な構成に配置されることが可能であり、それらの光ファイバは更に、光ファイバへの損傷なしに全体の構造にフレキシビリティをもたらすことが可能である。ファイバマトリクスはエラストマの又は弾力性のあるコーティングを有すること、又は全体的な構造により良好な安定性及び保護性を与え、光ファイバの構造的一体性を維持する役割を果たすことが可能である。そのコーティング及び革新的な織り技術は、最小の減衰でより大きい曲げを可能にする。

そのように織られるマットのデザインは、種々の方式で修正されることが可能である。当業者は、材料の厚さ、フレキシビリティ、寸法、間隔及び光ファイバの数等のどのような選択が、種々の好ましい特性を伴う光学的マトリクスをデザインするのに適切であるかを理解している。

そのようなアプリケーションに加えて、種々の光ファイバ装置が、力を、例えば、振動を測定するために用いられてきている。それについては、例えば、米国特許第７，１１０，６２６号明細書を参照されたい。

従来技術の光ファイバ検知システムの一つのタイプは、圧力、重量又は他の力についての歪の関数として位相シフト及び波長変化に基づいている。それらのシステムは、一般に、ブラッグ格子のシステムを用い、干渉計等の高価な測定システムを必要とする。そのようなシステムのコストは、自動車等の消費者ベースのプロダクトにおいてはかなり高価である。従って、自動車における適切なエアバッグの展開のための乗員の重量及び／又は位置の検知に関して、多くの他の技術が検討されてきている。しかしながら、本発明に先だって、その検討において光ファイバは用いられてきてはいない。

現在検討されている最新技術における多くの解決方法はかなり複雑であり、より容易な且つ単純な解決方法は有用である。望ましいものは、自動車のシートの乗員の重量及び位置の両方を決定する単純で、ロバストなシステムである。

米国特許第６，７１２，３８７号明細書 米国特許第５，２５６，４６８号明細書 米国特許第７，１１０，６２６号明細書

本発明においては、表面上の負荷を検知するシステム及び方法について提供している。ここで説明する一実施形態においては、衝撃が生じたときに、シートにおける乗員についての正確な且つ有意味な情報がエアバッグ制御システムの機能を適切に有効にするように得られることを保証することによる、事故において自動車の乗員を保護する技術を有している。しかしながら、基本センサは、広範な重量検知のアプリケーションにおいて有望なアプリケーションを有する。

光ファイバの変形は、圧力等の変形力の影響下でその光ファイバを通る光の減衰を測定することにより検出される。これにより、下で更に詳細に説明するように、有用な重量検出システムが得られる。その減衰は、光ファイバに作用する質量又は力に対応する重量値に変換されることが可能である。物理的に別個の位置に一連の光ファイバを備えることにより、異なる位置の重量についての情報が得られ、そのことは、対象領域に亘る重量の分布についての情報を提供し、それにより、例えば、乗員の重量及び位置についての有用な情報を提供することができる。

検知システムの基本形式は、抵抗要素に対して光ファイバを変形させるように力が光ファイバに作用するときに光ファイバを通る光が減衰されるように、１つ又はそれ以上の周囲の抵抗要素に対して位置付けられた光ファイバを有する。減衰の度合いは、光ファイバに作用する重量についての有用な情報を与える。光ファイバ、光ファイバの支持及び力が光ファイバにどのように作用するかを規定することについて適切な環境をデザインすることにより、及びシステムの適切な較正により、衝撃を与える力についての有用な情報が容易に利用可能になる。好適な実施形態においては、ひとの重量及び位置についての情報が容易に得られるように、シートに着座しているひとがマット内の光ファイバを変形されるように、複数の光ファイバを有するマットがシートクッションの下に位置付けられている。

光ファイバを通る光の修正が、特にブラッグ格子と称せられるものを用いる検知システムについて知られている。それについては、例えば、米国特許第７，０９１，４７２号明細書を参照されたい。その特許文献においては、センサインタフェースは、センサと、光ファイバと、光ファイバ上に備えられたブラッグ格子と、光電子回路とを有する。ブラッグ格子を有する光ファイバは、検知されるパラメータの関数である力により導入される歪を表すように光を伝送する。光電子回路は、光ファイバにより担持される光パルスによりブラッグ格子を照明し、ブラッグ格子により反射された光のタイミング及び／又は周波数を検出することにより、センサを読み出す。その反射された光のタイミング及び／又は周波数は、ブラッグ格子に課された歪の関数である。そのようなシステムはかなり正確な測定を提供するが、装置は高価であり、幾分複雑である。ブラッグ格子は、本発明と関連付けて用いられるが、本発明の実施のためには必要でない。

上記のように、本発明の一実施形態は、ひとの重量を、好適には、シートにおけるひとの位置を含む、自動車のシートにおける乗員の存在を検知するようになっている。ひとの重量は、エアバッグシステムの適切な展開により変化している重量のひとがどのように保護されなければならないかについての連邦政府指針及び安全性指針の両方が存在する点で重要である。例えば、事故の状況下では、かなり幼少のひとについては、大きい、即ち、高速のエアバッグの展開は、軽重量の乗員に対しては有害になり得るため、エアバッグの展開が殆どないか又は全くない必要がある。フルサイズの乗員は、その個人の最大限の保護のためにエアバッグのフル展開を得る必要がある。種々の個人の中間の大きさ、種々の対応する速度及び種々の大きさの乗員についてのエアバッグ展開の仕方が存在する。

本発明の一実施形態に従ったシステムは、個人の重量分布を、それにより、個人の位置を規定することが可能である。乗員の位置についての情報は、例えば、乗員がエアバッグに対する最適な位置にいない（“近づきすぎている”等の）場合に、展開を修正することにより、エアバッグの理に叶った展開において有用である。

シートが前方に又は後方に移動する距離、又は何れかの適切なエアバッグに対するシートについての他の位置情報を含む、そのような展開に影響を与える他の可変因子が存在する。シートベルトをしっかり留めることは、事故のイベントにおいてひとを安全化するために、及びひとの位置に感応する方式で１つ又はそれ以上のエアバッグを展開するために有用である。シートベルトがしっかり留められている場合、そのひとの位置は検出することがより容易である、又はより正確に確認することができる。

そのシステムは、乗員の重量及び位置における変化を追跡するように、複数の異なる時間に測定する。それらの測定は、システムが動作可能であることを保証するように用いられる。かなり重要な時間は、事故等の生じるイベントの直前である。最近の自動車の典型的なシステムは、エアバッグの展開をもたらす急な力を検出する。この情報は、実際の展開が乗員の重量及び位置に基づいて適切であるように修正されることが可能であるように、乗員検出システムとリンクされることが可能である。従って、始動するイベントの時間にこの情報の正確なスナップショットを得ることは有用である。一般に、ゼロ重量（即ち、シートに誰もいない）状態の較正のために用いられることが可能である時間に１つ又はそれ以上の測定が行われる。それらの測定結果は記憶されることが可能であり、ひとがシートに着座していることを示す活動的な負荷と比較するための基準として後に利用可能である。始動するイベントの直前に、又は、始動するイベントと関連して行われる測定は、乗員の重量を数値化するために及びひとの位置を特徴付けるために用いられる。

それらの車体用アプリケーションに加えて、本発明は、自動車システム又はエアバッグ展開システム以外の種々のアプリケーションにおける広範な重量検知システム又は決定システムにおいて有用である。当業者は、そのようなシステムが、例えば、軍の飛行機のシート、一般の飛行機のシート、及び電車又はバス等の他の車体のシート等の一般のアプリケーションのシートにおいてどのように用いられることが可能であるかを理解することができる。更に、そのシステムは、貨物輸送で用いるように適合されることが可能である。これは、負荷の移動が飛行特性で即座の損傷に繋がる飛行のアプリケーションにおいて有用である。そのようなシステムは、一般に、他の輸送状態、例えば、準トラックトレーラ、鉄道輸送の自動車、又は水圧を受ける輸送などにおいて有用である。

一実施形態においては、本発明は、重量分布を規定することが可能である特異な光ファイバ検知システムを用いる。複数の重量領域に基づいて、検知システムにより記録される重量分布及びエアバッグ制御器に関連情報を供給する複数の重量領域の両方をアルゴリズムを用いることが可能である。

本発明の一実施形態に従った装置は、特に、自動車のシート又は自動車のシートのアンダーボディのような相対的に硬い及び平坦な表面において重量の存在及び位置を検出することができる。一部の実施形態においては、一般に、フォーム（ｆｏａｍ）の下の又は平坦なベースに沿ったセンサを備えている。

上記のように、本発明は、自動車のシートにおける乗員の重量及び位置を測定することを可能にする。一部の実施形態においては、そのような判定及び測定が、エアバッグの展開を開始するように選択された入力に応答して、エアバッグシステムの展開のときに又はその直前に行われる。

一実施形態においては、本発明は、光検知システムと、光検知システムに接続された基準システムと、光検知システム上で作用する重量のための手段と、一回目及び二回目の重量測定についての情報を記憶する手段と、二回目に光検知システムに作用する重量についての情報を提供する手段と、を有する重量測定システムを提供する。

本発明の他の実施形態においては、光検知システムにおける光ファイバに光源を備える段階と、光ファイバを通る光の減衰を測定する段階と、光検知システムに作用する質量の重量及び位置についての情報を導き出す段階と、を有する光検知システムに作用する質量についての情報を評価する方法を提供する。

種々の実施形態において、本発明は、シートの位置を決定するように光検知処理を提供し、適切なエアバッグの展開の決定にこの情報を含み、エアバッグの抑制を可能にするデータを供給し、及び／又は、自動車のシートの正確な特徴付けを可能にするようにシートの背もたれに光マトリクスを有することが可能である。

本発明の一実施形態に従った１つの光ファイバを有するシステムを示す図である。 対向する抵抗要素に対する光ファイバの変形を示す図である。 複数の光源及び検出器を有する複数の光ファイバの群のマトリクスを示す図である。 本発明を用いるために適切である光ファイバを示す図である。 自動車のシートに着座する乗員と共にそのシートにセンサマトリクスがどのように位置付けられるかを示す図である。 乗員がシート上に位置付けられたチャイルドシートに着座している子供である、図５の変形を示す図である。 本発明の一実施形態における複数の要素のブロック図である。 本発明の一実施形態における複数の要素の他のブロック図である。 本発明の一実施形態に従ったエアバッグの展開に関連するセンサマトリクス及び解析についてのデータの流れを示す図である。 本発明を用いることが可能である二次装置を示す図である。 本発明の装置と適合するシートに着座している異なる３人について生成されることが可能であるデータによるセンサのグラフである。 シートの前方に着座している個人及び後方に着座している同じ個人について生成されることが可能であるデータによるセンサのグラフである。

本発明は、荷重の存在及び重量を検知する装置及び方法に関する。特定の位置実施形態においては、本発明は、エアバッグの適切な展開を選択する上でエアバッグ配置システムを支援するように、自動車のシートにおける乗員の重量及びこの乗員の重量の分布を、このデータを複数の可能性の程度と比較して、なし、低、中、高の応答を伴って決定するように用いられることが可能である。典型的な設置においては、サイドエアバッグ及びフロントエアバッグは個別に位置決めされて制御されるが、展開に関連付けられた複数のセンサ又は複数の活性化装置のある積算度を有することが可能である。本発明の一実施形態の単純な検知システムにおいては、エアバッグ制御システム又はコンピュータシステムへの入力のために適切であるデータを提供することが可能である。そのようなシステムは複数の位置及び重量を識別して、幼児又は子供を小柄の大人又は標準的な大きさの大人と区別することができる。

そのシステムは、各々の光ファイバに沿って重量を検出するように、光ファイバセンサを有するファブリックシート及び複数の光ファイバに沿っている曲げ半径変化を用いることが可能である。異なる複数の位置で複数の光ファイバを用いることにより、重量はそれらの位置で検出されることが可能である。一実施形態においては、光ファイバは略平行な群の状態で備えられ、着座領域において位置付けられる。それぞれの光ファイバの群において信号を検査することにより、乗員の重量についての情報及び乗員の位置についての情報が供給されることが可能である。減衰性は、乗員がシートにおいて相対的に前方に着座しているか又は後方に着座しているかに依存して変化する。このことは、相対的に前方に着座しているひとは、そのひとがシートにおいて十分に後方に着座しているときの展開と異なる展開が与えられるため、エアバッグの展開を選択する上で有用である。センサはまた、活荷重を非活荷重と区別することが可能である。

一実施形態においては、シートパンは、半径で約１／４乃至１インチのリッジの集合を形成するように、シートパンにおいて固定された標準的なスプリングアセンブリと円筒形の準剛性ロッド又は剛性ロッドの集合とを有する。光ファイバを有するファブリックシート（下で詳細に説明する）は、略平坦であるように構成されたそれらのリッジの上部に位置している。光源及び光検出器が、光ファイバを通る光の減衰を測定するように、それらの光ファイバのために適切に位置付けされている。測定された光は解析され、処理ユニットが重量閾値及びシステムにおいて選択された他のパラメータについて報告する。

本発明の一実施形態の構成要素にはセンサユニットがあり、そのセンサユニットの構造及び動作について、上で簡単に説明されている。“基準ユニット”は、センサユニットからの情報を収集して処理し、自動車環境において他のシステムに出力する又は接続される演算装置又はシステムを有する。一実施形態においては、基準ユニットは、重量閾値パラメータを伴ってプログラムされ、ソーティングされた値を報告する。官公庁は、４つの重量のカテゴリを提案していて、システムは、それらの４つの重量のカテゴリについて設定され、何らかの変化に対応することができる。基準ユニットは、検知システムからの特定の重量情報を処理し、次いで、重量パラメータとして４つのカテゴリの値の一を容易に報告することができる。このことは、他の自動車構成要素、具体的には、エアバッグ展開制御ユニットに対して信号を送ることを又は情報を供給することを容易にする。重量閾値は、規格ＦＭＶＳＳ２０８に記載されている上家に関連する。

本発明の一実施形態により、重量、特に、活重量を測定することができる。このために、システムは、種々の時間及び条件において重量入力を測定することが可能である。最小重量状態又はゼロ重量状態を確認するように、システムは、自動車のイグニッションが最初にオンに切り換えられるときの減衰値を測定することが可能である。しかしながら、複数のシートがこのときにしばしば占有されているため、システムはまた、イグニッションがオフであるときの読み取りを行うことが可能である。特に、システムは、イグニッションがオフに切り換えられた後に、例えば、１０分、３０分又は６０分間、イグニッションをオフにした後、１つ又はそれ以上の測定を行うことが可能である。当業者は、自重又は０ポイント値を得るように減衰値を測定する複数のスキームの何れかを選択することが可能である。何れかの数の値が、システムにより用いられる付加的決定における参照のために記憶されることが可能である。

システムは、自動車が動き、イグニッションをオンにし、次いで、自動車の占有状態を検知して制御メモリにそれを記憶する準備ができているという信号を取り入れることが可能である。自動車が動く準備ができていることに先だって及び乗員が自動車にいないとき、システムはゼロポイントを規定することが可能である。そのとき、システムは、オブジェクトがシートにいないことを検出することが可能である。使用されていないときにシステムのゼロへの戻りを保証する又は与えるように、又は離れていたものがシートにいるかどうかを読み取るように、ユーザにより設定された種々のときに、例えば、時間間隔を１０分又はそれ以上置いて、複数のゼロ読み取りを行うことが可能である。それらの複数の読み取りについての理由は、旅行の始めにおける乗員のパラメータ、又は乗員が異なるシートに移動する（特定の自動車においては容易である）又はあるシートの辺りで移動する場合（何らかの自動車コントロールに手を届かせるための前方に移動すること、後方にリラックスすること）の位置の変化を正確に特定するように、システムを試験し、乗員の変化、即ち、シートの切り換え等を追跡するためである。システムは、選択された間隔で読み取りを行うことが可能である。それらの間隔は、マイクロ秒程度の短さ、又は旅行等における数分、数時間、１５分程度の長さであることが可能である。しかしながら、閾値減速のときに又は回避できるか否かに拘わらず恐怖を感じたときに、システムは、特定の読み取る“入射時間”が掛かり、基準システムにそれらのパラメータを報告する。受信されたこのデータは、それ故、すぐに、現在の重量領域及び乗員の位置と共に、エアバッグ制御システムに有効にされることが可能である。

そのシステムは、それ故、シートのアイテム又は付属品を考慮することが可能である。それらの重要な例は、子供又は乳児用のチャイルドシートである。チャイルドシート自体を含まないチャイルドシートの乗員についての重量を測定することは好ましいことである。繰り返して測定することにより、システムは、子供又は乳児並びに／若しくは大人の重量である活重量の成分を区別することが可能である。

本発明は、他のアプリケーションについて、一般に検知する重量について有用である。一例としては、本発明は、ひとがシートのどこに着座しているかを確認するために有用である。本発明はまた、検知マットにおいて有用である。そのようなマットは、例えば、飛行機又はトラックトレーラ、及び水の負荷が掛かる船舶輸送並びに他の輸送アプリケーション等についての貨物保管倉の床において用いられることが可能である。イベント貨物が移動される場合、荷積み中か又は自動車の運送中のどちらかにおいて、この情報は、床におけるこの検知マットを介して有効である信号を試験することにより確認されることが可能である。特に飛行中に、飛行機内の重量が貨物倉内で移動したかどうかを認識することは、このことが飛行機の性能及び飛行特徴に影響を与え、ときどき、かなり悪影響を及ぼすために、有用である。そのような移動は、水の負荷が掛かる船舶輸送について重要であり、鉄道輸送又はトラックトレーラ輸送に何らかの影響を及ぼし得る。

基準ユニットは多くの形状をとることが可能である。一実施形態においては、入射光に基づいて電圧を出力することができる光電受信装置は、１つの光ファイバ又は複数の光ファイバの群を通る光を受信するように接続されている。この電圧は、基準システムに電子的に接続されている。それらの出力は、複数の光ファイバ素線の各々の群がある位置と関連付けられるように、その情報を順番に並べるユニットに送信されることが可能である。この構成要素は、規定されたクロック構成を有するマルチプレクサを有することが可能である。処理ユニットは、マルチプレクサ、メモリ、ゲート、プロセッサ／コンピュータ（図８を参照されたい）又は上記の全てであることが可能である。その情報は、コンピュータ、制御器、比較器若しくは他の解析装置又は演算装置により処理されることが可能である。そのようなシステムは、シートのある位置における重量を表す値、並びにその光ファイバの全体的なサイズ及び／又はシートにおける力を表す最大信号を出力することが可能である。

光ファイバの位置データは、乗員の重量の焦点位置を示す。最大の差分信号は、重量分布の焦点を決定し、そのことは、他の出力の個別の信号レベルと共にとられるときの位置の決定を可能にする。他の変形信号と共にとられるときに、光ファイバの最大変形を規定する信号は、乗員の重量及び相対的な位置を決定する。

その順番に並べることは、情報の結合を得るためではなく、シートに対する変形の関連性のために独立して質問することを可能にする、順番に並べられた信号は、特定の位置におけるシートに関連する特定のデータを有する。

ここで図を利用して、図１を参照するに、一実施形態においては、光源１１は光ファイバと通信状態にあり、その光ファイバは検出器１３と通信状態にもある。光ファイバ１２は、１つ又はそれ以上の抵抗要素１４の上を通る。示されているその実施形態においては、３つの抵抗要素１４が存在する。１つの光ファイバ１２がここで示されているが、複数の光ファイバ１２が、従来は複数の群２乃至１２である複数の群に備えられることが可能である。２つの光ファイバの群が、一実施形態において用いられる。各々の群は、好適には、図４に示すように、それらの群が互いに平行であるように織られている。これについては、下で詳細に説明する。

複数の抵抗要素１４は、都合良く測定領域と同程度の長さを有することが可能である。それらの抵抗要素１４は、光ファイバに沿って減衰する変化を最適化するように光ファイバの長手方向に位置付けられることが可能である。それらの抵抗要素１４は、都合良く“バンジー”コードのような広く用いられている材料の弾性要素であることが可能である。抵抗要素１４は、光ファイバ１２を支持し、入射力の下で織られた状態にある微小曲がりの形成を促進する何れかの適切なサイズを有することが可能である。０．２５乃至１インチの直径を有するロッドが特に適切である。複数の抵抗要素の選択で考慮されることが可能である１つの因子は、入射重量、即ち、乗員に対して伝えられる感覚である。特に、自動車のシートのアプリケーションにおいては、抵抗要素のサイズ、担体及び間隔は、少なくとも乗員に対するリラックス点に対して、シート感覚を不満足にしない必要がある。抵抗要素は、断面が円である必要はないが、この円は都合のよい形状である。

一般に、光源１１、光ファイバ１２及び検出器１３間で適合する性能のパラメータを有することは好ましいことである。光源は、好適には、検出器１３により容易に検出可能であり、光ファイバ１２により伝達される光の１つ又はそれ以上の周波数を与える必要がある。一実施形態においては、光源１１は、６６０ｎｍに最適な光学性能を有するＬＥＤである。そのようなＬＥＤが容易に利用可能であり、そのようなＬＥＤはプラスチックファイバによる良好な性能を与えるが、他の周波数が可能であり、当該技術分野において既知である。光源１１は、同じ周波数で有効であり、良好に応答する光検出器１３と関連して選択される必要がある。一部の有用な検出器１３は、８５０ｎｍにおいて最も良好な性能を有するが、６６０ｎｍで有用である検出器は容易に入手可能であることが知られている。コストに比較して最も良好で有効な性能を提供することは好ましいことである。他の装置も利用可能である。当業者は、同様の最適な選択を行うことが可能である。

光ファイバ１２への光源１１の及び検出器１３への光ファイバの接続において光の損失を回避するように注意を払う必要がある。光源１１及び検出器１３は、光ファイバに対して接続されることが可能である。直接的な相互接続を介してそれらの装置からの光損失を回避する技術が当業者に知られている。光源１１は最小の視野角を有し、検出器１３は、光源の周波数において大きい活性領域値を有することが推奨される。光源１１及び検出器１３はマッチングした複数の周波数を有することが好ましいが、重なり合う光源曲線及び応答曲線を有することで十分である。これは、よくマッチングした光源及び検出器の組み合わせがあまりに高価である場合に、又は容易に入手できない場合に、特に真実である。光源の値及び周波数の並びに検出器の能力の所定のセットのための最適な検出についての比率に依存してバランスが得られる。当業者は、それらのパラメータを選択し、必要に応じてそれらを最適化することが可能である。有用な位置実施形態においては、選択された波長は６６０ｎｍである。複数の検出器の費用のために、用いられる１つの検出器の中心波長は８５０ｎｍであるが、６６０ｎｍで使用可能であり、この組み合わせについての動作領域は許容可能であると考えられる。

基板１５は多くの形態をとることが可能である。基板は、多かれ少なかれ固体である、固体でない又は硬くない、若しくは単独でさえないことが可能である。重要なことは、抵抗要素１４の方に光ファイバを動かして、十分な圧力が光ファイバ１２に対して加えられるときに、それは抵抗要素１４を押圧するために、光ファイバ１２の形状における何らかの変化をもたらす。簡単な位置実施形態においては、基板１５は、略平坦なプラットフォームである。基板１５についての１つの有効な材料は金属のシートである。他の有効な基板は、有孔圧縮合成木材、Ｍａｓｏｎｉｔｅ（登録商標）等である。

一部の実施形態においては、複数の抵抗要素１４は、それらが基板を必要としないように、十分な全体性を有することが可能である。例えば、弾性材料が、非弾性材料と結合され、抵抗要素１４として構成されることが可能である。他の変形においては、抵抗要素１４は、参照番号１５のような基板からの付加的な支持なしで、フレーム内に制約され、光ファイバ１２における微小曲がりの形成を容易にする十分な構造を与えることが可能であるかなり丈夫な光ファイバを有することが可能である。抵抗要素１４は、その光ファイバに力が加えられるときに、その光ファイバを通る光が修正されるように、光ファイバ１２を支持するのに十分な引っ張り強さを有することが可能である。

図２を参照するに、抵抗要素１４に対して光ファイバ１２を押圧するように作用する力２１はその光ファイバ１２を変形させるのに十分である。そのような変形については、ここでは、光ファイバ１２Ａ及び抵抗要素１４Ａとして示されている。更に、力２１ｂ及び／又は２１ｃは、光ファイバの形を変形させて、抵抗要素１４に対して囲むようにすることが可能である。適切な半径の曲がり（微小曲がり）が光ファイバにもたらされる場合、
光ファイバ内を伝送される光は減衰される。この減衰は検出されて、解析されることが可能である。適切な較正により、この情報は、光ファイバに入射する力についての情報を提供する。この情報は、自動車のシートに着座していて、そのように着座している乗員によりシートにおいて又はシート近傍に位置付けられた光ファイバを押圧して影響を与える乗員についての重量の測度に容易に変換される。当業者は、所定のアプリケーションのために有用な減衰量を得るように、適切な光ファイバ及び抵抗材料を選択することが可能である。

人体は、力に対して点源を与えず、それ故、２１、２１ｂ及び２１ｃを含む力ベクトルの合成が見込まれる。そのような入射力を検出する光ファイバに沿って複数の点を与えることにより、入射重量、即ち、乗員の重量についての情報を容易に得ることが可能である。更なる情報は、シートにおける異なる複数の位置に位置付けられた複数の光ファイバに沿って又は他の検知システムにより測定される場合に、有効であることが可能である。

異なる複数の位置で測定するように、複数の光ファイバ及び複数の光ファイバの複数の群を用いることは有用である。図３を参照するに、一実施形態においては、複数の光源１１は対応する複数の光ファイバ１２（複数の光ファイバの群であることが可能である）と通信状態にあり、それらの光ファイバの各々はまた、複数の検出器１３の一と通信状態にある。換言すれば、各々の光源は、そのような１つの光ファイバ又は複数の光ファイバ１２を介して検出器ユニットと通信状態にある。１つの可能な数は、１２本の光ファイバ又は１２群の複数の光ファイバである。群の中心間の１つの可能な間隔は約１インチである。複数の抵抗要素１４は、図１に示すように配置され、それらの抵抗要素の各々は都合よく測定領域に亘って広がっている単独のユニットであることが可能である。複数の光源は、光源アセンブリ３１に固定される又は搭載されることが可能である。同様に、複数の検出器１３が検出器アセンブリ３２に固定される又は搭載されることが可能である。

図４は、本発明の一実施形態に従って製造された構造の平面図である。図示しているように、その構造は、経ストランド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ及び緯（ｐｉｃ）ストランド３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ及び３６Ｄで織られている。複数の経ストランド及び緯ストランドは共に、米国特許第５，２５６，４６８号明細書に記載されている改善された平織りを用いたファブリック状構造に織られている。アプリケーションのために好適な物理的特性を有する何れかの好適な材料が経ストランド及び緯ストランドとして用いられることが可能である。例えば、それらのストランドは、グラスファイバ、グラファイト、シリカカーバイド又は他の材料を有することが可能である。マトリクスにおける補助ファイバの選択は、アプリケーションの温度の制約、取り扱いの容易さ、光ファイバの外径に対する必要な外径に関係する。

光ファイバは、５００μｍのコアを有するステップインデックス型プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）であることが可能である。光ファイバは、特定のアプリケーション、コストパフォーマンス等に依存して、グレーデッドインデックス型ＰＯＦ又はガラスファイバでることが可能である。コアサイズは変更可能であり、即ち、異なる複数のコアサイズが用いられることが可能である。コアの変形は、より大きいコアサイズの場合により大きい。コアの最適なサイズは、製造における課題に、例えば、他の相互作用するファイバ等に関連する。非光ファイバストランドはグラスファイバであることが可能であり、グラスファイバは、自動車における利用のために好ましい温度領域を有している。他の材料、例えば、アプリケーションに依存して用いられることが可能であり、シリカカーバイド、カーボン、綿、麻、ナイロン等を一部として列挙することができる。

織り込む前に、光ファイバ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ及び１２Ｆは支持のための経ファイバ１０Ａ、１０Ｂ等が導入される。それらの光ファイバは、経度０に維持される経方向に入れるように導入される。即ち、経度０において、それらの光ファイバは、経方向においいて略まっすぐに且つ平行に保たれる。光ファイバが支持される構造の効果は、光ファイバにおける微小曲がり及び縮れの最小化であり、それにより、織られた構造内の伝送位置に拘わらず、最大の光効率及び信号の再現性を提供することができる。信号が複数の光ファイバの中を通って伝送されるとき、光ファイバの曲がり又は捻れが存在するところではどこでも、損失が生じる。図４に示している構造は、非光経ストランド１０Ａ乃至１０Ｄにより構成されるチャネルにおいて対の光ファイバを含む。勿論、より多くの又はより少ない光ファイバが用いられることが可能である。チャネル当たり２本のファイバは、２乃至４本及び６乃至１２本の光ファイバでそうであるように、有用であると考えられる。このアプリケーションにおいては、光ファイバ及び非光ファイバの選択における１つの因子は温度に関する支配条件である。

図４に示すような構造は、所定位置に全ての光ファイバを保つように保護コーティング材料がコーティングされることが可能である。一実施形態においては、コーティング２０は、周囲の構造に対して所定位置に光ファイバを保つ既知の材料、例えば、エラストマ、ゴムエポキシ又は他の適切な材料を有する。更に、コーティング２０は、湿気がその構造に出入りすることを制限する又は回避することが可能であり、光ファイバの曲げの制御に役立つように用いられることが可能である。コーティング２０はまた、そのアセンブリのための温度領域を大きくする上で有用である。

図４は、経ストランドがその構造の端部で留められる方法を示す一実施形態に従っておられた構造のより大きい領域を示している。図４に示すように、複数の光ファイバ１２が、その構造の上部から下部に延びている一方、経ストランドは左側から右側にその構造を横断して延びている。また、その構造の上部から下部に延びていることは、図１に関連して上で説明している緯ストランドである。経ストランド３６の端部は、絡み織り材料３７及び３８を用いて従来の技術により留められることが可能である。勿論、他の技術、例えば、共にそれらを結ぶことにより、又は更なる処理の前にその構造に単にコーティングを施すことにより、ファブリックの端部を固定するように用いられることが可能である。

図４に示している実施形態については、例えば、上記のファイバ等の特定のファイバが用いられることが可能であり、それらのファイバは１８００デニールの寸法を有し、１インチ当たり４４光ファイバの密度を有して織られることが可能である。この種類のアプリケーションについての１つの許容可能な光ファイバは５００μｍの外径（Ｏ．Ｄ．）を有するプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）である。ＰＯＦは、コストに依存してステップインデックス型光ファイバ又はグレーデッドインデックス型光ファイバであることが可能である。好適な温度領域は８５℃であるが、このアプリケーションで用いられるエラストマコーティングは、ファブリックがその温度になることを可能にし、ＰＯＦが７５℃を挙げる場合にはより良好になる。織りの密度は、光ファイバの直径、並びに櫛の歯の幅及び周囲の構造の両方により規定され、アプリケーション、即ち、選択された光ファイバの外径に依存して必要に応じて変更可能である。

ファブリックの性質のために、織り材料はまた、チャイルドシート及びそのようなチャイルドシートにいる子供に関する更なる情報を与えるようにシートバックに組み込まれることが可能である。

その構造の長さは、用いられる材料のロールの長さに依存し、長さが１キロメートルを上回るかなり長い構造であることが可能であり、適用される適切な引っ張り制御方法を用いて既存の市販されている織り装置を用いて製造されることが可能であり、この引っ張り制御については修正が必要とされる。複数の光ファイバが位置付けされることが可能であり、周囲の構造は、僅かに修正された従来の織り装置を用いて織られることが可能である。例えば、標準的な織り装置を有する複合形成設備が用いられることが可能である。櫛が、光ファイバを位置付けるように標準的な織り装置の一部として用いられることが可能である。櫛は、織り装置の前端部に備えられた小さい歯を有する櫛の形にあることが可能である。そのような櫛は、介在材料から成るストランド間に再生可能な複数の光ファイバストランドを生成することが可能であり、曲がっていない光ファイバと重なり合っていない状態を確保することができる。種々の市販の機械は、織り動作の１つの試験において異なる調整を必要とするが、織りスピンナローラにおいて光ファイバがなくなったときに張力における変化が生じる。張力におけるこの変化は光ファイバの破壊の原因になり得、従って、満巻きローラの適切な維持及びモニタリングにより適切な張力を制御することは重要であると考えられる。最適な結果のために及び光ファイバに対する損傷を回避するように、１インチ当たりのｐｉｃ（１インチ当たりの経ストランド）及び織り機の動作速度は、用いられる光ファイバ及び非光ファイバ材料に適合するように調節される必要がある。

本発明の一実施形態においては、ファブリックは、光ファイバストランド（１つ又はそれ以上であって、好適には２つ又はそれ以上）が米国特許第５，２５６，４６８号明細書に記載されているチャネル内にあるように、米国特許第５，２５６，４６８号明細書に記載されている修正された平織りを用いて従来の織機により織られる。本発明の一実施形態においては、光ファイバチャネル、即ち、複数の光ファイバの複数の群は、検知マットの幅に亘って約１インチ離れている。それらは、シートの長手方向において同様に離れていることが可能である。シートの幅は変更可能である一方、光ファイバの間隔は変更可能である必要はない。光ファイバの群の数は、シートの幅の関数として変更可能であり、又は異なる間隔が選択されることが可能である。１つの群における光ファイバの数は、マトリクスの動作の全体性を変えることなく、変更されることが可能である。

図３の装置は、自動車のシート又は他の適切な位置に備えられることが可能であるセンサユニットを有する。一実施形態においては、一次マットは、自動車のシートにおいて前方から後方に（又は、その逆に）方向付けされる平行な光ファイバを用いている。他の実施形態においては、一次マットは、シートに亘って接している光ファイバにより方向付けられることが可能である。更なる実施形態においては、複数の光ファイバが、前方から後方に又は後方から前方に方向付けられ、付加される光ファイバは隣り合って方向付けられ、それ故、乗員の入射重量の位置に関する更なる情報を提供することが可能である。

光ファイバはまた、Ｘ方向及びＹ方向に織られることが可能であるが、出口を相互接続するために、コストはより高くなる可能性がある。このことは、より明確な前後の位置の規定をもたらすことが可能である。コストは、このようなより複雑な装置においては有利でない可能性がある。それにも拘わらず、特定のアプリケーションにおいては、そのような構造が保証されることが可能である。例えば、貨物輸送車体の床に置かれるようにデザインされたマットは、有利であることに、２つの略直交する方向に各々ある光ファイバを有することが可能である。これは、Ｘ方向情報及びＹ方向情報を与えるように方向付けられた、上記のような２つの重なり合ったマットであることが可能であり、また、Ｘ方向光ファイバ及びＹ方向光ファイバを有するより複雑なマットが織られることが可能である。

複数の抵抗要素１４が、織りそれ自体により支援されるマトリクスを横断する変形パターンを構成する。修正された織りのために、圧力が加えられるときに、その変形は周期的であり、累積される。シートにおけるこの圧力は、乗員の重量の分布により変更可能である。修正された織りにより、変形が存在しない即ち、入射重量が存在しない場合に、そのシステムは、限定された減衰を、好適には、最小の０減衰を有する。これは、乗員がシートを離れた後に、簡単なゼロ化システムのために与えられる。

図５を参照するに、図示している実施形態においては、乗員４１は、シートベース４２上に且つシートバック４３にもたれて着座している。肩ベルト４４及び膝ベルト４５が必要に応じてしっかり留められる。センサユニット４６が分析基準ユニット４７に電子的に且つ物理的に接続されている。基準ユニット４７はエアバッグインタフェース４８に接続され、そのエアバッグインタフェースはまた、エアバッグ４９に接続されている。サイドドア（図示せず）に類似するエアバッグがまた、適切なインタフェースに接続されることが可能であり、そのインタフェースは同じエアバッグインタフェース４８である、又は別個のエアバッグインタフェースことが可能であり、若しくは、当業者が理解できるような他の方式で接続されることが可能である。

シートベース上に着座している乗員４１は、センサユニット４６に対してシートベースの複数の要素を押圧する。複数の光ファイバ１２が複数の抵抗要素１４に対して及び安定な基板１５に対して押圧される。複数の光ファイバ１２内を通る光は検出器１３で検出され、電気信号が基準ユニット４７に送信される。

他の構成においては、異なるサイズ又は形の乗員がシートに着座していることが可能である。図６を参照するに、チャイルドシート５２は子供を保持し、肩ベルト４４及び膝ベルト４５並びに自動車のシートの一部である何れかの拘束ベルトによりしっかり留められている。

図７を参照するに、複数の機能ブロックから成る簡単な図が、一実施形態について示されている。センサ６１が基準ユニット６２に接続されている。基準ユニット６２はエアバッグインタフェース６３に接続されることが可能であり、そのエアバッグインタフェース６３は実際のエアバッグ展開装置６４にまた、接続されることが可能である。種々のそれらのユニットは、当業者がよく理解できる方式で、必要に応じて組み合わされることが可能である。基準ユニット６２は、データを通信する光学インタフェース６５への接続を有し、他の装置への又は他の装置からの信号を制御することが可能である。インタフェース６３は、基準ユニットからそのデータを取り入れ、エアバッグの適切な展開を可能にする信号を供給する。

図８は、一実施形態における複数の相互接続された装置に関連する実際の信号の流れを示している。図８に示している動作については、次に記載している。

複数の検出器は複数の関連増幅器を有することが可能であり、又は、そのような増幅器は、検出器チップと一体化されることが可能である。図示している実施形態においては、光電流からアナログ電圧への変換は、アナログマルチプレクサが用いられるように行われる。各々の検出器の増幅器は、表されるシートの位置（横方向の位置）における群に直接関係する異なるアナログ電圧を与える。得られる最も大きい電圧は、乗員の重量及び彼の相対的大きさに関するものである。最大電圧の変化は、前方に及び後方に関する位置を反映する。クロックはマルチプレクサを駆動し、データ出力は群を表し、そして数字は隣り合った位置に関連する。比較器は、得られる最も大きい電圧を決定し、それを重量に関連付けることが可能である。（代替として、最も小さい値、即ち、最も大きい減衰はこの焦点を表すことが可能である。）複数のクロックは、マトリクスにおける群の数の関数として生成され、マスタークロックは、シートにおける複数の群の全体の長さを表す。シートにおける複数の出力を多重化することにより、クロックの時間（数）は、シートの幅に関連する位置における群に直接、関連付けられる。この関係は、シートにおける重量分布のデータを与える。特定の重量領域及び前方／後方位置に最も大きいアナログ電圧を関連される技術を確立することはマイクロコントローラ又はコンピュータの機能である。単独の最も大きい値は、それがシートにおける側部及び上記の前方位置に関連するため、重量の焦点を規定する。値が変更可能であるということは、展開のときにシートにおける最大値と同程度ではない。他の値と比較してその値は４つの因子であって、（１）乗員がシート全体に亘っている場合、（２）乗員が前後に関連する場合、（３）乗員の相対的な大きさ、（４）好ましい動作、を規定する。大きさの絶対値等が決定されることが可能であるが、領域信号又は関連サイズ信号は、好ましいエアバッグの展開を可能にする必要がある、この領域は、スイッチ位置に直接、関連している（下のアルゴリズムテーブルを参照されたい）。

関連サイズの領域は、シートの位置を入力として、及び、必要に応じて、シートベルトの信号として有する論理ゲートにもたらされる。それらの入力によりゲートの出力は、前方位置及び側方位置の両方に関連するために、乗員の位置及び重量に基づいてエアバッグの適切な展開をもたらすることが可能であるエアバッグ制御システムに対する許可入力をその出力として有するスイッチにもたらされることが可能である。当業者は、アナログである値がデジタルワードに変換され、コンピュータ又はコントローラのメモリに記憶されることが可能である。記憶されたそのデジタルワードは、その場合、デジタルワードを認識する比較器に出力され、スイッチ又は複数の論理ゲートの集合に対する出力のための領域に関する信号を出力する。この処理の詳細について当業者は精通している。スイッチ及び論理ゲートは、乗員の大きさ及び位置に基づいてエアバッグの展開について可変レートを与えるエアバッグシステムの能力を反映するのに十分な複数の出力ラインを有する。展開のための量及びレートにおけるそのような可変性がエアバッグ制御システムに存在しない場合、エアバッグの抑制又は展開は２つのみの選択肢である。用いられるセンサシステムの出力は、それ故、エアバッグ制御システムの能力の反映である。出力スイッチ又はゲートは、エアバッグ制御システムの制限を反映するようにインスタレーションにおいて設定されることが可能である。それらは、後日、より大きい能力を有するエアバッグシステムとインタラクトするように再設定されることが可能である。

図８を再び参照するに、このブロック図は、より詳細にその処理を示している。シート７２において又はシート７２に接続されて、光源７３は光ファイバセンサ７４のための照明を提供し、その光ファイバセンサはファブリックセンサの一部であり、光ファイバセンサ７４を通る光は検出器／増幅器７５に移動される。この実施形態においては、この検出器／増幅器７５はアナログ出力を有する。その出力はマルチプレクサ７６に移動されることが可能であり、マルチプレクサ７６のアナログ出力は変換器７７に移動されることが可能であり、次いで、比較器コンピュータ７８に移動される。比較器コンピュータ７８からの情報はエアバッグ制御システムに対して有効にされる。一実施形態においては、そのユニットは、指定された閾値スイッチ７９を有し、その閾値スイッチはエアバッグ制御器８０と通信する。そのシステムは、自動車システム７１の又は要望通りのリセットに接続されることが可能である。そのシステムにおける要素は、必要に応じて電力が供給され、そして適切な又は必要な範囲まで、タイミングを与える及びシートにおける位置の数を規定する１つ又はそれ以上のクロック信号が供給される。

ここで、図９を参照するに、そのシステムの処理の一実施形態のデータの流れ図である。初期設定９１において、センサは、基準０の最初の読み出しのために参照番号９２でオンに切り換えられ、その情報はメモリ９３に渡され、比較器コンピュータ９５に対して有効にされる。付加的な読み出し９４が、乗員が着座しているときに行われることが可能であり、その情報はまた、メモリに及び比較器又はコンピュータに渡される。比較器コンピュータにより生成された値は、そのときの読み出しに基づいてアクシデントが差し迫っているときに、閾値スイッチ９６及び９７に渡される。一実施形態においては、そのシステムは、展開要求ユニット９６及び９７の各々からの出力１、２、３又は４を提示し、それらの展開要求ユニットの一のみが、トリガイベントの時間にアクティブになる。それらの出力の代替は、（ａ）動作なし、即ち、ひとがいない又は何らかの展開のために適切な重量のひとがいないこと、（ｂ）小さいひとについての部分的な展開、即ち、１０８乃至１２５ポンドのひとがいること、（ｃ）小さい大人についての部分的であるがより大きい展開、即ち、１２５乃至１７５ポンドのひとがいること、及び（ｄ）全展開、即ち、１７５ポンドのひとがいること、であることが可能である。

周期的読み出し９４ａが、そのときのシートの占有状態（そして、任意に、シートの位置及びシートベルトが接続されている状態）を確認するように行われることが可能である。読み出し９９は、エアバッグの展開を案内する最新情報を与えるようにアクシデントの時間に近接して行われることが可能である。トリガ９８（１つ又はそれ以上のエアバッグの各々と通信状態にある又は接続された従来のソースから）は、力の閾値を上回り、エアバッグが何れかの必要な入力パラメータに従って展開される必要がある信号を送る。

図１０は、図９に示している閾値スイッチに入力を与える付加信号を確立する実施形態を示している、それらの信号を用いることについて、次のアルゴリズムに示されている。２つの付加センサ信号が図９に示している閾値スイッチに加えられ、シートベルトはオンになり、シート位置は前方に動く。シート位置マーカ１０３は、レール１０１内の複数の位置に位置付けられ、レール構造自体の一部であることが可能である。シート位置マーカ１０３は、ＬＥＤにより発せられる光の値により信号サイズを距離と関連付けることが可能であり、又は各々の位置マーカの一部である検出器からの信号に依存してオン又はオフに切り換える複数の装置の何れかであることが可能である。若しくはレールに沿ってシートと共に動いている光源１０４からの光が有効である。シートが前方にあるとき、その位置にある検出器は信号を出力し、この実施例においては、検出器（位置マーカ）は一連の固定された位置に位置付けられることが可能である。他の実施形態においては、レール自体に密閉型検出器及びＬＥＤを有することが可能であり、関連信号を検出器及び／又はＬＥＤが移動する距離と関連付ける。当業者は、それらの信号を生成する他の電気的、電気化学的及び音響的技術について精通している。ベルト検出器１０６及びベルト留め部１０５は、殆どのシートについての一体的な部分であり、現在は、シートベルトがオン又はオフであることを検出する信号は新しい自動車における警告システムの一部である。当業者は、シートベルトが有効である場合に、そのような信号を生成することができ、この信号と関連付けて、シートベルトのオン／オフはそのアルゴリズムの範囲内にあり、そして図９に示されている。図１０は、エアバッグの適切な展開を可能にし、それ故、乗員を保護することができる、図９に示している閾値スイッチへの付加的な信号の集合を示している。

検知システムは、連続的に又は周期的にアクティブであり、制御システムにデータを供給することが可能である。マイクロコントローラは、関連データを抽出し、重量及び位置に基づいて必要に応じてエアバッグ制御システムの機能を有効にするスイッチの集合にこの関連データを転送するように適応されることが可能である。ワンパスで、そのシステムは、重量領域を、及び前後の及び左右の重量の位置を決定することが可能である。このデータは、閾値点に設定され、このデータをエアバッグ情報モジュール９６に供給するスイッチに送信される。代替の入力は、シート位置、シートベルトが留められているかどうか等の他の関連データを有することが可能である。エアバッグの展開に関連するどの信号がアクティブにされるかを規定する上で、論理ゲートは役に立つ。閾値スイッチの出力は、エアバッグの適切な展開についての関連データである。同様に、それらの信号は、データ転送が行われるときにその出力が明確に規定されるように、比較器コンピュータに直接、送られることが可能である。通信における冗長性はエラーを最小化することが可能である。

本発明は、特定の質問への回答を好適に有することが可能である。アクシデントがある時点に起きる場合、シートが占有されているかどうか；乗員がひとであるか否か、それが肯定的である場合、乗員の大きさ／重量及び位置；乗員がチャイルドシートを装着しているかどうか；シートにおける重量の分布；前後の及び左右の重量の焦点；そして、シートが最全位置に関連している場合、及びシートベルトがしっかり留められているかどうか；についてエアバッグの展開に関連する特定情報を認識することは有用である。

有効なエアバッグの種類に依存して単独の又は複数の出力が存在することが可能である。単独の出力が存在する場合、選択肢は展開するか否かのみである。複数の出力が存在する場合、異なる大きさ及び位置は、官公庁が規定した重量に従った異なる出力に関連付けられることが可能である。従って、複数の出力は、展開なし、即ち、作用なし、部分的な小さい展開、部分的な中程度の展開又は大きい展開であることが可能であり、その場合、それらの選択肢の数は所定のエアバッグの特徴、どれ位多くの部分の展開が有効であるか、及びフルレートでの全展開に依存する。下のチャートを参照されたい。

適切に構成される検知システムは、前方エアバッグか又は側方エアバッグかのどちらかのエアバッグ展開を有効にし；チャイルドシートを含む子供の重量が５５ポンド以下の子供が着座しているかどうかを検出し；５５ポンド以上の子供についての適切なレート又は抑制条件を有効にし、若しくは子供がどこにいるか及び子供の大きさがどれ位であるかが決定されることに依存して展開を抑制し；ひとの大きさ及び位置に基づいて、前後及び左右を含んで小さい大人について適切な展開を有効にし；多分割エアバッグにおける展開レートを規定する重量の分布を示し、従って、何れかの変化状況で適切に対応する；ことができる。

それ故、単独のファブリックを用いる信号検知システムは、前方エアバッグ及び側方エアバッグの両方についての適切な反応を有効にすることが可能である。乗員が可能性の高い展開要求についての検出点で行っていることが何であるかを決定するために、簡単なシステムが用いられることが可能である。一部の実施形態においては、エアバッグの使用又は抑制のためのデータがアクティブであり、そのシステムが展開レートを制御し、変化状況で適切に反応することが可能であるように左右の及び前後の位置、位置の変化及び重量の分布を含んで、展開の直前の測定の性質に関して修正可能であるため、それは動的なシステムである。

アルゴリズム
このシステムの１つの見込まれる目的は、特定の動作についての閾値点を規定し、重量領域に基づいて特定の乗員に関連してエアバッグの適切な展開を決定するように、重量及び位置を関連付けることである。図示している一システムにおいては、関連する重量及び位置を規定するように、２つの任意に測定された値が構造化される。それらの人的負荷の測定値は位置に基づいている。負荷に関するこのデータはコンピュータ、即ち、マイクロコントローラに送信されることが可能である。そのコンピュータは、測定されたデータを、システムが不適切な記憶を位置付けた１つ又はそれ以上の規定された領域と比較することが可能である。

４つの値が、前後及び何れかの左右関係の両方の位置に基づいて選択されることが可能である。エアバッグの展開は位置及び大きさの両方を考慮することが可能である。前方エアバッグについては、それらは次のようであることが可能である。シートが前方位置にある場合、乗員の大きさ如何に拘わらず、エアバッグは展開しない。シートが中間位置にある場合、エアバッグは常に展開するが、展開レートは乗員の大きさに依存し、部分展開が可能である。シートが後方位置にある場合、常にフル展開が生じるがまた、展開レートは乗員の大きさに依存する。

側方エアバッグについては、乗員がドア近く（極端に左側又は右側）にいる場合、展開は起こらない、又は、乗員の側方における小さい衝撃緩和の可能性がある。重量焦点がシート（右側ドア又は左側ドアの方）の中央にある場合はまた、大きさに関連する展開が起こり、展開レートは、子供及び小さい大人について制御される。乗員がドアから離れている場合、子供及び小さい大人について制御されるレートでフル展開が起こる。

旅行中、負荷が同じである、及び、システムが動作可能であることを主に保証するように、そのような負荷の位置が移動していないという情報を提供するように、後続測定が行われることが可能である。その負荷が、機械的変化及び人的変化のために位置が変動した場合、展開の領域は維持される必要があるが、重量分布は変動され、そのことは、側方エアバッグ及び前方エアバッグの適切な展開に影響を与える可能性がある。何が存在するか及びエアバッグの展開が要求されたかに基づいて、アクション決定が行われる。

表１及び２は、示されている式に関連付けられる有効な信号に基づく有効な変数を示している。それらの図及び概要の述べた規定に基づいて、簡単な実施が可能である。当業者は、それらの異なるシナリオに基づいて他の実施を行うことが可能である。
［表１］

［表２］

アルゴリズム操作の実施例
図１１及び図１２は、可変重量、即ち、異なる複数のテスト用のひとを伴ってシステムを用いた結果を示している。この実施例においては、シート自体は、ある角度で斜めにされ、それ故、感度の中心はオフセットされ、それは、テストされる複数のひと全てにおいて焦点は不変であるためである。

図１１及び１２は、金属製シートフレームの下側の上部に位置付けられた複合板の上部且つフォームクッションの下に検知マットが位置付けられたテストの結果を示している。それについては、図５をまた、参照されたい。異なる重量（次を参照されたい）の３人のひとが、テストの自動車シート装置に着座した。
ＩＴの重量：１０８ポンド
ＪＯの重量：１８０ポンド
ＲＢの重量：２１０ポンド
上記表は、グラフに示している値に基づいて実施される。重量全てがｍＶを単位とする値で示されている。これにより、個人の重量を図に示す範囲に設定した。それらの表にそれらの個人の重量を関連させる規定は次のようである。
ＩＴ＝１０８ポンド＝Ｘ２；中央に着座した乗員 （前方のシート）
ＪＯ＝１８０ポンド＝Ｘ４；前方に着座した乗員 （前方のシート）
ＲＢ＝２１０ポンド＝Ｘ４；前方に着座した乗員 （前方のシート）
Ｚ_Ｌｌ＝左側のドアから４インチ以内
前方のシートに基づいてそのシートの前方の位置において、エアバッグに関する作用を次に示す。
［表３］

図１１は、乗員のシートにおける焦点の位置がＺであることを、Ｘ軸に沿って示している。その焦点における重量は範囲Ｘを規定する。これは、他の多くの有効な構成についての単なる例示である。

本発明は、上記の特定の例示としての実施形態と関連付けて詳述しているが、多くの代替、修正及び変形が可能であることを当業者は認識できる。従って、上記の本発明の代表的な実施形態は、例示であって、同時提出の特許請求の範囲に記載しているものを除いて、限定的なものではない。

Claims (30)

1. 光ファイバ内の光の減衰を介して質量により加えられる圧力を検出する光検知システムであって：
   複数の光ファイバを有するマトリクス；
   支持要素であって、該支持要素に対して前記複数の光ファイバが動くことが可能であり、それ故、オブジェクトにより加えられる前記圧力の結果として前記複数の光ファイバの少なくとも１つにおいて曲がりが生じる、支持要素；
   前記複数の光ファイバを介して光ビームを送信する光源；
   少なくとも１つの光ファイバを介して送信される前記光ビームにおける前記減衰を測定する検出器；
   を有する光検知システム。
2. 請求項１に記載の光検知システムであって、前記複数の光ファイバは、第１光ファイバ及び第２光ファイバを有する第１群と、第３光ファイバ及び第４光ファイバを有する第２群とを有する、光検知システム。
3. 請求項２に記載の光検知システムであって、前記第１群及び前記第２群は略平行である、光検知システム。
4. 請求項１に記載の光検知システムであって、前記圧力は前記質量の重量からもたらされる、光検知システムであり：
   前記少なくとも１つの光ファイバ内の前記光ビームの前記減衰から前記質量の前記重量を導き出すプロセッサ；
   を更に有する、光検知システム。
5. 請求項４に記載の光検知システムであって、前記マトリクス及び前記支持要素を有するシートを更に有する、光検知システム。
6. 請求項５に記載の光検知システムであって、前記シートは自動車のシートである、光検知システム。
7. 請求項４に記載の光検知システムであって、第１時間及び第２時間に前記導き出された重量についての情報を記憶するメモリを更に有する、光検知システム。
8. 請求項４に記載の光検知システムであって、エアバッグ展開システムに前記導き出された重量を与える手段を更に有する、光検知システム。
9. 請求項４に記載の光検知システムであって、前記プロセッサは、前記少なくとも１つの光ファイバ内の前記光ビームの前記減衰から前記質量の前記位置を更に導き出す、光検知システム。
10. 請求項９に記載の光検知システムであって、エアバッグ展開システムに前記導き出された位置を供給する手段を更に有する、光検知システム。
11. 請求項４に記載の光検知システムであって、風袋参照重量値を設定する手段を更に有する、光検知システム。
12. 請求項４に記載の光検知システムであって、前記質量は固定された重量を又は動的重量を有するかどうかを区別する手段を更に有する、光検知システム。
13. オブジェクトにある質量の重量を測定する方法であって：
    前記オブジェクトにおける圧力の変化が光ファイバの変形をもたらすように、前記オブジェクト内に光ファイバを備える段階；
    前記光ファイバを介して光ビームを送信する段階；
    前記光ファイバ内の光の減衰を測定する段階；及び
    前記光ファイバ内の前記光の前記減衰から前記オブジェクトに位置付けられた前記質量の前記重量を導き出す段階；
    を有する方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、前記光ファイバ内の前記光の前記減衰から前記オブジェクトにおける前記質量の位置を導き出す段階を更に有する、方法。
15. 請求項１３に記載の方法であって、第１時間及び第２時間に前記質量の前記重量を導き出す段階を更に有する、方法。
16. 請求項１５に記載の方法であって、前記第１時間と前記第２時間との間に前記質量の差分を導き出す段階を更に有する、方法。
17. 請求項１５に記載の方法であって、前記第１時間は、前記オブジェクトに位置付けられた質量が存在しない時間である、方法。
18. 請求項１４に記載の方法であって、エアバッグ展開システムに前記オブジェクトにおける前記質量の前記導き出された質量及び位置を供給する段階を更に有する、方法。
19. 請求項１４に記載の方法であって、前記質量の前記重量は、前記質量の前記位置が導き出されるときに近接する時間に導き出される、方法。
20. 請求項１９に記載の方法であって、エアバッグ展開システムに前記導き出された質量及び位置を供給する段階を更に有する、方法。
21. 請求項１９に記載の方法であって、前記質量の前記重量及び前記位置を導き出す段階は約１ミリ秒未満で終了する、方法。
22. 請求項１８に記載の方法であって、前記導き出された質量及び位置における少なくとも一部に基づいてエアバッグの展開のレート及び範囲を制御する段階を更に有する、方法。
23. 請求項１８に記載の方法であって、前記オブジェクトは自動車のシートである、方法。
24. 請求項２３に記載の方法であって、シートベルトが前記自動車のシートで使用されているかどうかを検出する段階であって、前記シートベルトが使用されているかどうかに少なくとも一部を基づいて、前記エアバッグの展開の前記レート及び範囲を制御する、段階を更に有する、方法。
25. 請求項１８に記載の方法であって、前記導き出された質量及び位置に少なくとも一部を基づいてエアバッグが展開する前記エアバッグ展開システムについて閾値を設定する段階を更に有する、方法。
26. 請求項２５に記載の方法であって、前記オブジェクトは自動車のシートである、方法。
27. 請求項２６に記載の方法であって、シートベルトが前記自動車のシートで使用されているかどうかを検出する段階であって、閾値の設定は、前記シートベルトが使用されているかどうかに少なくとも一部を基づいている、段階を更に有する、方法。
28. 請求項２７に記載の方法であって、前記自動車の前方に対して前記自動車のシートの前記位置を検出する段階であって、前記エアバッグの閾値を設定する段階、並びに前記エアバッグの前記の展開のレート及び範囲を制御する段階は各々、前記自動車のシートの検出された位置に少なくとも一部を基づいている、段階を更に有する、方法。
29. 請求項２３に記載の方法であって、前方エアバッグ展開機構に前記自動車のシートにおける前記質量の前記導き出された重量及び位置を提供する段階を更に有する、方法。
30. 請求項２３に記載の方法であって、側方エアバッグ展開機構に前記自動車のシートにおける前記質量の前記導き出された重量及び位置を提供する段階を更に有する、方法。

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