JP2535120B2 - 乗員検出装置 - Google Patents

乗員検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の乗員拘束システ
ムに関し、特に乗員拘束システムにおける乗員検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両において使用される乗員拘束システ
ムは、当技術において周知である。１つのこのような拘
束システムは、衝突センサ、膨張可能なエアバッグ、お
よび衝突センサからの出力に応答してエアバッグの展開
を制御する作動回路を含む。衝突センサは、車両の減速
度と機能的に関連する値を持つ電気信号を生じる加速度
計でよい。作動回路は、不活性ガスの供給源と作用的に
結合された雷管を含む。
【０００３】車両の衝突条件において、車両の加速度計
は、このような衝突条件を表わす信号を生じる。作動回
路はこれにより雷管に電流を加え、この電流が雷管を発
火させる。雷管が発火すると、不活性ガスの供給源はガ
スをエアバッグへ放出し、その結果エアバッグの膨張を
生じる。
【０００４】ある車両は、運転者側のエアバッグと、乗
客側のエアバッグの両方（「２連エアバッグ」）を備え
る。もしこのような車両に運転者のみが乗り衝突に遭遇
すると、乗客側のエアバッグの展開は不要となる。乗客
側のエアバッグの不要な展開は、車両を修理するコスト
を増加し得る。ハイウエーにおける車両の大きな比率が
運転者のみにより占められるため、（ｉ）一人の乗客が
車両内にあるかを検出することができ、（ii）もし実際
に乗客がいる場合にのみ衝突の間乗客側のエアバッグを
展開することが望ましい。
【０００５】従来技術は、乗客がいないときの衝突の際
乗客側のエアバッグの不必要な展開の問題を認識してき
た。２連エアバッグを備えた従来技術の乗員拘束システ
ムは、種々の形態の乗員センサを提供し、乗客が乗客席
にいる時にのみ乗客側のエアバッグを作動させるもので
あった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、斬新かつ有効
な乗員検出装置に関するものである。本発明による乗員
検出装置は、（ｉ）車両の座席が占拠されるかどうか、
（ii）座席にあるのが生命体か非生命体か、（iii）座
席の占有者の重量、（iv）座席占有者の位置、および
（ｖ）占有者センサにおける電気的な開路または短絡の
如き電気的故障が存在するかどうか、の検出を可能にす
る。本発明の乗員検出装置を備えた乗員拘束システム
は、占有者が存在するか、あるいは電気的故障条件が占
有者センサに存在するならば、使用可能状態になる。乗
客側のエアバッグは、占有者の検出された位置に応答し
て位置決め即ち設定される。エアバッグの展開は、占有
者の重量および位置に応答して制御される。
【０００７】本発明の一実施態様によれば、乗員拘束シ
ステム用の乗員検出装置は、（ａ）変化し得る状態を持
つ電気的特性を有するフィルムと、（ｂ）接触部材とを
有する。占有者の存在が接触部材とフィルム間の物理的
接触を生じるように、フィルムと接触部材を車両に取付
けるための手段が設けられる。このフィルムの電気的特
性は、フィルムと接触部材間に接触がない第１の状態
と、フィルムと接触部材間に接触がある第２の状態とを
有する。フィルムが占有者が存在しないことを表わす第
１の状態を有する時に第１の信号を生じ、フィルムが占
有者が存在することを表わす第２の状態を有する時に第
２の信号を、またフィルムが第１または第２の状態を持
たないことにより電気的な故障条件が存在することを示
す時第３の信号を生じる電気回路装置が、フィルムと接
続されている。このセンサは更に、第２の信号または第
３の信号のいずれかが電気回路装置により提供される
時、乗員拘束システムを作動可能にする手段を含む。
【０００８】望ましい実施態様によれば、このフィルム
は、圧電作用フィルムである。電気回路装置は、フィル
ムが振動する電気出力信号を生じるように圧電フィルム
の周囲に不安定なフィードバック・ループを提供する。
接触部材とフィルムとの間の接触は、フィルムからの出
力信号に変化を生じる。電気回路装置は、フィルムから
の出力信号に応答して第１、第２および第３の信号を生
じる。接触部材とフィルム間の接触は、振動を減衰させ
る。この振動は、予め定めた周波数帯域内にあることが
望ましく、電気回路装置は予め定めた周波数帯域に応答
するように設計された帯域フィルタを含む。この予め定
めた周波数は、２ＫＨzである。複数のこのような圧電
フィルムは、占有者の重量および位置を監視するように
複数の個々の作用力検出抵抗膜により市松模様に取付け
られることが望ましい。
【０００９】本発明の更なる特徴については、添付図面
に関して以降の記述を読めば当業者には明らかになるで
あろう。
【００１０】
【実施例】図１において、乗員拘束システム２０は、車
両のダッシュボード２４の開口内に取付けられたエアバ
ッグ組立体２２を含む。このエアバッグ組立体２２は、
エアバッグ・ハウジング２８の内部に折畳まれたエアバ
ッグ２６を有する。カバー３０がエアバッグを覆い、エ
アバッグ２６の膨張と同時に容易に開くようになってい
る。
【００１１】不活性ガスの供給源３２は、ハウジング２
８の背後に取付けられ、エアバッグ２６と作用的に接続
されている。花火材料の燃焼により生成されあるいは単
に加圧された容器から解放される、供給源３２から放出
されるガスは、エアバッグ２６をその膨張状態２６′に
充填する。車両の衝突において生じるように一旦膨張す
ると、エアバッグ２６は車両の座席３４に位置した占有
者を緩衝する。
【００１２】マイクロコンピュータの如き電子コントロ
ーラ３６は、車両衝突センサ３８と作用的に接続されて
いる。この衝突センサ３８は、幾つかの公知の形式のい
ずれでもよい。例えば、衝突センサ３８は、ローラマイ
ト・センサの如き機械的慣性スイッチ、あるいは電気的
な加速度計でよい。もし常開慣性スイッチが閉路する
と、これは衝突が生じつつあることの表示である。同様
に、もし電気的加速度計からの信号が予め定めたレベル
か、予め定めた時間予め定めたレベルに達すると、これ
は衝突が生じつつあることとの表示である。一旦コント
ローラ３６が車両の占有者を保護するためエアバッグの
展開が必要である車両の衝突が生じつつあると判定する
と、コントローラ３６は雷管４０を発火させ、これが更
にガス供給源３２を作動させる。
【００１３】乗員拘束システム２０が使用される車両の
座席３４は、車両における乗客座席であることが望まし
い。座席３４は、座席３４の底部クッション４２に配置
された占有者センサ６０を含む。占有者センサ６０は、
エアバッグの展開を阻止すべきかどうかを制御するため
使用される。
【００１４】図２乃至図４は、占有者所在センサ６０を
含む本発明の一実施例を示している。このセンサ６０
は、底部支持板９２と頂部カバー板９４を含むハウジン
グ９０を含む。底部板９２は、座席の実質的に固い底部
４２に対して固定的に取付けられている。
【００１５】底部板９２と頂部板９４は、隔てられた内
部面９６と９８をそれぞれ有する。環状の封止部材即ち
ガスケット１００は、支持板９２と頂部板９４との間に
取付けられている。封止部材１００は、中心部の開口１
０６を有する。板９２、９４は、複数の隔てられたねじ
１０２により一体に固定される。特に、頂部板９４は穴
１０３を有し、底部板９２はねじ穴１０４を有する。ガ
スケット１００は、対応する穴１０５を有する。ねじ１
０２は、穴１０３、１０５を貫通して延長し、穴１０４
にねじ込まれる。底部板９２、頂部板９４および封止部
材１００は、圧電フィルム・センサ１１０が取付けられ
るチャンバ１０７を形成している。
【００１６】底部板９２は、凹部１１２を含む。圧電フ
ィルム・センサ１１０は、この凹部１１２にに跨り、接
着剤の如き適当な手段により場所１１４、１１６に対向
する縁部に沿って固定される。底部板９２は更に、第２
の凹部１２０を含む。フィルム駆動回路１２２は、適当
な手段により凹部１２０に取付けられた基板１２４に対
して固定されている。駆動回路１２２は、端子１２６を
介して圧電フィルム・センサ１１０と作用的に接続され
ている。電線１２８が、駆動回路１２２をコントローラ
３６に接続している。
【００１７】圧電フィルム・センサ１１０は、絶縁層１
３８により分離された第１の圧電層１３０と第２の圧電
層１３６とを含む多層構造である。この２つの圧電層と
絶縁層は、適当な手段により一体の組立体に一緒に固定
される。層１３０、１３６の各々は、層の各側にシルク
・スクリーンで設けた関連する電極を有する。圧電層１
３０、１３６の各々の電極は関連する端子１２６と接続
されている。特に、層１３０に対する頂部電極は端子１
２６′と接続されている。層１３０に対する底部電極
は、端子１２６″と接続されている。層１３６に対する
頂部電極は端子１２６″と接続されている。層１３６に
対する底部電極は、端子１２６′′′と接続されてい
る。
【００１８】フィルム駆動回路１２２により励起される
と、圧電層の各部はその関連する電極の下方で撓みを生
じる。駆動回路１２２は、圧電フィルム・センサ１１０
が振動するように用いられる。このフィルムの振動は、
底部板９２の凹部１１２上に物理的に生じる。フィルム
・センサ１１０のこの領域はブリッジと呼ばれる。
【００１９】頂部板９４は、この板９４および面９８に
対してフィルム・センサ１１０に向かって延長する接触
アーム１４０を含む。頂部板９４は、可撓性に富む材料
から作られる。占有者が底部クッション４２上に座る
と、占有者の重量は座のクッションを構成する材料を介
して頂部板９４へ伝達される。頂部板９４に加えられた
作用力は、占有者の重量と機能的に関連する。底部板９
２は車両の床に対して固定されるため、頂部板９４は、
座の材料を介して伝達される占有者の重量に応答して撓
みを生じる。頂部板９４が撓むと、接触アーム１４０は
フィルム・センサ１１０の圧電層１３０、１３６に向か
って移動する。
【００２０】占有者が座のクッション上に座り、フィル
ム層がフィルム駆動回路１２２により励起されると、フ
ィルムが振動する。フィルムが振動すると、駆動回路の
出力はあるピーク・ピーク値で振動する。もし予め定め
た重量より大きな重量を持つ占有者が座のクッションに
座るならば、頂部板９４は接触アーム１４０がフィルム
１１０と接触することを保証するに充分な量だけ撓む。
もしアーム１４０がフィルム１１０と接触するならば、
フィルム１１０の振動が減衰される。占有者が座のクッ
ションに座らない時、フィルムから結果として生じる出
力は、ピーク・ピーク電圧の略々半分に等しいＤＣ電圧
値である。フィルム１１０の出力を監視することによ
り、コントローラは座のクッション４２に占有者が位置
するかどうかの表示が与えられる。
【００２１】図５、図６および図７は、本発明の一実施
例に従ってから作られた処理回路を示している。この実
施例では、占有者センサはセンサ６０である。このセン
サ６０は、座のクッション４２上に占有者が座るかどう
かを判定するため使用される。コントローラ３６は、セ
ンサ６０からの出力信号を監視する。コントローラ３６
は、センサ６０からの信号が占有者が座席に座っている
ことを表示する時か、あるいはセンサ６０からの信号が
ないことが、センサ６０とコントローラ３６間の開路ま
たは短絡回路の如き電気的な故障条件が存在することを
表示する時、エアバッグの作動を可能にする。
【００２２】図６は、駆動回路１２２を詳細に示してい
る。圧電層１３０の頂部電極は、端子１２６′を介し
て、抵抗をへて微分器として接続された演算増幅器１４
４の反転入力と接続される。演算増幅器１４４による微
分器は、フィードバック抵抗１４５を有する。演算増幅
器１４４の出力は、入力抵抗１４７を介して増幅器と接
続された演算増幅器１４２の反転入力と接続されてい
る。増幅器１４２は、フィードバック抵抗１４３を含
む。この増幅器の出力は、端子１２６′′′を介して圧
電層１３６の底部電極と接続されている。圧電層１３０
の底部電極および圧電層１３６の頂部電極は、端子１２
６″を介して電気エネルギ供給源−ＶCCと接続されてい
る。増幅器１４２、１４４に対する非反転入力は、等し
い値の抵抗により抵抗分割ネットワーク１４９を通り確
立される＋ＶCCと−ＶCC間の電圧値を有する共通グラウ
ンドに接続される。もし車両のバッテリが電気エネルギ
供給源として使用されるならば、−ＶCCはバッテリのグ
ラウンドであり、＋ＶCCはバッテリの正の１２ＶＤＣで
ある。従って、回路１２２の共通グラウンドは＋６ＶＤ
Ｃとなる。
【００２３】層１３０、１３６は、その関連する端子間
の予め定めたキャパシタンス量を有する。層１３０、１
３６は、１．５ナノファラッドのキャパシタンスを有す
る。抵抗１４３、１４７を持つ増幅器１４２は非常に大
きな利得を有する。増幅器１４２が１８０°の位相シフ
トで０dＢ以上の利得を持つため、増幅器１４２の出力
１４８は下式に等しい周波数で振動することになる。即
ち、周波数 ＝ １／２ΠＲＣ但し、Ｒは抵抗１４５の
値、Ｃは層１３０、１３６のキャパシタンスの直列接続
値である。本例では、直列キャパシタンスは０．７５ナ
ノファラッドである。本発明の望ましい実施態様におい
ては、出力電圧は約２ＫＨzの周波数を持つ端子１４８
に生じる。フィルム駆動回路１２２の出力における連続
的な振動はフィルム１１０における層の運動の自由度に
依存することに注意すべきである。
【００２４】圧電層のキャパシタンス値が駆動回路１２
２における成分値として使用されるため、この回路は長
いリード線に生じる路線キャパシタンスを避けるため、
圧電フィルム１１０に密接して配置されねばならない。
駆動回路１２２は、フィルム１１０に対して近づくよう
に基板１２４上に配置される。
【００２５】出力１４８は、コントローラ３６の入力と
接続されている。コントローラ３６は、フィルム駆動回
路１２２の出力１４８と接続された、当技術において周
知の標準的な設計の帯域フィルタ１５０を含む。帯域フ
ィルタ１５０は、本発明の望ましい実施態様によれば、
２ＫＨzの周波数を通すように設計される。この帯域フ
ィルタ１５０は、センサ６０に対して外部とするか、あ
るいは駆動回路とともに基板１２４上に置くことができ
る。図８に示されるように、帯域フィルタの出力１５２
は、２ＫＨzの周波数においてゼロボルトＤＣ（バッテ
リのグラウンド）と電圧値Ｖ＋（正のバッテリ端子）と
の間の振動電圧である。パルス間の期間Ｐは０．５ミリ
秒に等しく、これは２ＫＨzの周波数で除されたもので
ある。図８に示される線１５４は、座のクッション６２
上に占有者が座った結果として、センサ６０の頂部板９
４に対する作用力即ち応力を表わす。時間ｔ1におい
て、占有者の重量は、接触アーム１４０がフィルム１１
０と接触するように充分な量だけ頂部板９４を撓める。
アーム１４０とフィルム１１０間に接触が生じると、帯
域フィルタの出力は、線１６８により示される如き適当
に半分のＶ＋と等しいＤＣ電圧に変化する。回路１２
２、１５０の共通グラウンドが半分のＶ＋であるため、
この電圧は半分のＶ＋となる。特に、Ｖ＋は車両のバッ
テリの正の端子であり、シャシーのグラウンドは車両の
バッテリの負の端子である。駆動回路１２２および帯域
フィルタ１５０に対する共通グラウンドは、図６に示し
た如きバッテリ電圧の値の半分となる。従って、圧電層
の振動が停止すると、帯域フィルタおよび駆動回路の出
力は、その共通グラウンド値、即ちＶ＋の半分、即ち６
ＶＤＣになる。
【００２６】これもコントローラ５０の一部であるカウ
ンタ１５８は、帯域フィルタ１５０の出力１５２と接続
され、帯域フィルタからの出力パルスをカウントする。
カウンタ１５８の出力は、ディジタル・コンパレータ１
６０の第１の入力１５９と接続される。ディジタル・コ
ンパレータ１６０の第２の入力１６１は、図５で１６２
により示されるディジタル形態のハードワイヤド・カウ
ンタと接続されている。
【００２７】このカウンタは、リセット回路１６３によ
り周期的にリセットされるよう配線される。このリセッ
ト回路１６３は、遅延回路を経てカウンタ１５８のリセ
ット入力と接続されたクロック１６４を含む。前記遅延
回路は、インバータ１６６の出力と接続された２つのイ
ンバータ１６５、１６６および遅延コンデンサ１６７を
含む。クロック１６４の出力は、ディジタル・コンパレ
ータ１６０のストローブ入力と更に接続されている。
【００２８】前記クロックは、周期的パルスを出力す
る。単なる説明として、このパルスは毎秒１つ生じる。
また、ハードワイヤド・カウンタからのカウントが２，
０００と仮定しよう。このクロックは、ストローブおよ
びカウンタ１５８のリセットのための「ハイ」の信号を
出力する。前記遅延回路は、カウンタからのカウントが
カウンタ１５８のリセットに先立ちディジタル・コンパ
レータへストローブされることを保証する。もしカウン
タ１５８が毎秒１回リセットされるならば、この１秒の
終りにおける、即ちリセット前のカウンタ出力はカウン
ト２，０００と等しくなる。
【００２９】ディジタル・コンパレータ１６０の出力
は、カウンタ１５８の入力に基く状態を変化させる出力
１７０を含む３つの出力を有する。もし座のクッション
４２に占有者が座っていなければ、カウンタ１５８の出
力は２，０００のカウント値となる。この状態が生じる
と、出力１７０はディジタル値「ハイ」となる。出力１
７０のディジタル「ハイ」は、これにより座のクッショ
ンに占有者がいないことを表わす。アーム１４０がフィ
ルム１１０と接触するように占有者が座のクッション４
２に座っているならば、帯域フィルタ１５０の出力は１
つのＤＣ値をとり、カウンタ１５８はゼロ・パルスをカ
ウントする。この時、ディジタル・コンパレータ１６０
の出力１７０は、ディジタル値「ロー」になる。
【００３０】開回路または短絡回路の如き電気的障害が
センサ６０に生じるならば、入力ノイズが演算増幅器１
４２、１４４の一方の飽和状態をもたらす結果となるた
め、出力１４８はゼロ・ボルトＤＣ（バッテリのグラウ
ンド）またはＶ＋（正のバッテリ端子）のいずれか一方
と等しいＤＣ電圧となる。いずれの場合も、センサ６０
とコントローラ５０との間に電気的障害が生じると、カ
ウンタはゼロ・パルスをカウントする。従って、センサ
６０とコントローラ３６間に電気的障害が生じるなら
ば、出力１７０はディジタル値「ロー」となる。
【００３１】（ｉ）占有者がクッション４２に座ってい
ない、（ii）センサ・フィルムが適正に働く、即ちセン
サ・フィルムが２ＫＨzで振動する、および（iii）全て
の電線がセンサ・フィルムからディジタル・コンパレー
タ１６０まで接続される時にのみ、ディジタル・コンパ
レータ１６０の出力１７０がディジタル値「ハイ」とな
ることが判るであろう。さもなければ、出力１７０はデ
ィジタル値「ロー」となる。
【００３２】ディジタル・コンパレータ１６０の出力１
７０は、インバータ１７２の入力と接続されている。イ
ンバータ１７２の出力は、ＡＮＤゲート１７４の第１の
入力と接続されている。ＡＮＤゲート１７４の第２の入
力は、コントローラ３６における読出し専用メモリー１
８０の出力と接続されている。読出し専用メモリー１８
０は、衝突センサ加速度計３８の出力と接続されてい
る。制御アルゴリズムは、加速度計３８の出力を処理す
るように読出し専用メモリー１８０においてプログラム
される。この制御アルゴリズムは、幾つかの形態のどれ
をとってもよい。例えば、もし加速度計が検出された減
速度（衝突条件）を表わす線形電気信号を生じる形式の
ものであるならば、この制御アルゴリズムは加速度計信
号を積分する。一旦この積分が衝突条件を表わす予め定
めた値に達すると、アルゴリズムはＡＮＤゲート１７４
にディジタル値「ハイ」を与える。このため、加速度計
からの信号が車両が衝突条件にあることを示す時、アル
ゴリズム１８０の結果として、コントローラはディジタ
ル「ハイ」信号を生じる。
【００３３】ＡＮＤゲート１７４の出力は、衝突条件が
生じ、また（ｉ）占有者が座のクッション４２に座って
いるか、または（ii）センサ６０とコントローラ３６の
間に電気的障害が存在する時ディジタル値「ハイ」とな
り、その結果いずれの場合も、インバータ１７２の出力
はディジタル値「ハイ」となる。他の全ての状態では、
ＡＮＤゲート１７４の出力はディジタル値「ロー」とな
る。
【００３４】ＡＮＤゲート１７４の出力は、ＯＲゲート
１８３の入力と接続されている。読出し専用メモリー１
８０は、線１８５上のＯＲゲート１８３の他の入力と接
続される。この読出し専用メモリーはまた、衝突の速度
を決定する制御アルゴリズムも含む。これは、望ましく
は積分カーブの勾配を監視することにより行われる。衝
突の速度が予め定めた値を越えるならば、制御アルゴリ
ズムは線１８５上にディジタル「ハイ」を生じる。衝突
の速度が予め定めた値より大きいか、あるいはＡＮＤゲ
ート１７４の出力がディジタル値「ハイ」であれば、Ｏ
Ｒゲート１８３の出力はディジタル値「ハイ」へ切換え
られる。ＯＲゲート１８３の出力は駆動回路１８４と接
続されている。駆動回路１８４の出力は、電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）の如き電気スイッチ１８６と接続さ
れる。このＦＥＴ１８６は、電気エネルギの供給源にに
跨って雷管４０と直列に接続される。駆動回路１８４
は、ＯＲゲート１８３の出力がディジタル値「ハイ」で
ある時、ＦＥＴ１８６をオンにする。ＦＥＴをオンにす
ると雷管５４を発火させ、これが更にガス供給源３２を
作動させてエアバッグ２６を膨張させる。車両の衝突条
件（予め定めた値より小さな衝突速度）と、座のクッシ
ョン４２上の占有者の存在あるいはフィルム・センサ６
０とコントローラ間の電気的な開回路の発生との両方の
検出と同時に、コントローラ３６がエアバッグ２６の展
開を可能にすることに注意すべきである。また、衝突の
速度が予め定めた値より大きければ、占有者が座に存在
するかどうかに拘わらず、エアバッグは制御アルゴリズ
ム１８０およびＯＲゲート１８３によって展開される。
【００３５】コントローラ３６の一部である誤り検出回
路１８８は、フィルム駆動回路１２２の出力１４８と接
続されている。ディジタル・コンパレータからの出力１
９０は、誤り検出回路１８８の使用可能入力と接続され
ている。占有者が座のクッション４２に座っているか、
あるいはセンサ６０とコントローラ３６間に電気的障害
が生じる時は常に、ディジタル・コンパレータ１６０の
出力１９０はディジタル値「ハイ」である。換言すれ
ば、出力１７０が「ロー」である時、出力１９０はディ
ジタル値「ハイ」である。出力１９０がディジタル値
「ハイ」である時、誤り検出回路１８８は使用可能とな
る。使用可能となると、誤り検出回路は、フィルム駆動
回路１２２からの出力１４８における出力電圧を監視す
る。もし出力１４８に存在する電圧が半分のＶ＋を中心
とする予め定めたウインドウの外にあるならば、ダッシ
ュボード２４に位置する誤り指示灯１９２が励起されて
車両の運転者に警告する。出力１４８における電圧が半
分Ｖ＋におけるウインドウの外側にあると、電気的障害
が生じたことを示す。出力１４８が半分のＶ＋、プラス
またはマイナス予め定めた値の中にあるならば、この条
件は占有者が座のクッション４２に座っていることを示
す。
【００３６】図９は、本発明の別の実施例により構成さ
れた乗員拘束システム２２０を示している。この乗員拘
束システム２２０は、車両のダッシュボード２２４の開
口内に取付けられたエアバッグ組立体２２２を含む。エ
アバッグ組立体２２２は、エアバッグ・ハウジング２２
８の内部に折畳まれたエアバッグ２２６を含む。カバー
２３０はエアバッグを覆い、エアバッグ２２６の膨張と
同時に容易に開くようになっている。
【００３７】不活性ガスの２つの供給源２３２、２３３
は、ハウジング２２８の背後に取付けられ、エアバッグ
２２６と作用的に接続されている。ガス供給源２３２、
２３３は、燃焼ガス生成材料または加圧ガスの容器でよ
い。ガス供給源２３２、２３３は、電気的な雷管即ち発
火装置２５４、２５５により作動させられる。ガス供給
源２３２、２３３の作動により放出されるガスは、エア
バッグ２２６をその膨張状態２２６′に充填する。車両
の衝突において生じる如く一旦膨張すると、エアバッグ
２２６は、車両の座席２３４にある占有者を緩衝する。
【００３８】通気弁２３８は、ガス供給源２３２と作用
的に接続されている。同様に、通気弁２３９は、ガス供
給源２３３と作用的に接続されている。通気弁２３８、
２３９は、エアバッグ２２６の膨張を制御するため使用
される。ガス供給源２３２、２３３の作動と同時に通気
弁２３８、２３９が完全に閉路されると、エアバッグ２
２６はその最大容積まで最大圧力および最大膨張速度で
膨張する。ガス供給源の一方または両方が作動されるか
を制御し、通気弁２３８、２３９が開かれる程度を制御
することにより、エアバッグの膨張速度および圧力が最
大値より小さい値に制御される。
【００３９】電気モータ２４０、２４２が、エアバッグ
組立体２２２のハウジング２２８と作用的に接続され
る。モータ２４０は、座席２３４に座っている占有者に
より視認される如く、矢印２４２により示される垂直軸
２４４の左方または右方のエアバッグ組立体２２２の角
度的な運動を制御するように、ハウジング２２８と作用
的に接続される。モータ２４２は、座席２３４から視認
される如く矢印２４７により示され（図９に対して垂直
の）水平軸２４６の上方または下方のエアバッグ組立体
２２２の角度的な運動を生じるように、ハウジング２２
８に対して作用的に接続される。モータ２４０、２４２
は、座席２３４に座る占有者に対するエアバッグ組立体
２２２の方位を制御するため使用される。
【００４０】マイクロコンピュータの如き電子コントロ
ーラ２５０が、車両の衝突センサ２５２と作用的に接続
されている。衝突センサ２５２は、幾つかの公知の形式
のいずれでもよい。例えば、衝突センサ２５２は、ロー
ラマイトの如き機械的な慣性スイッチ、あるいは車両が
衝突条件にあるかどうかを表わす振動出力信号を生じる
電気的加速度計でよい。常開慣性スイッチが閉路する
と、これは衝突が生じつつあることの表示である。同様
に、電気的加速度計からの信号が予め定めたレベルまた
は予め定めた時間予め定めたレベルに達すると、これは
衝突が生じつつあることの表示である。
【００４１】一旦コントローラ２５０が車両の占有者を
保護するためエアバッグの展開が必要である車両の衝突
が生じつつあると判定すると、コントローラ２５０は雷
管２５４、２５５の少なくとも一方を発火させ、これが
更に関連するガス供給源２３２、２３３の一方または両
方をそれぞれ作動させる。コントローラ２５０はまた、
通気弁２３８、２３９と電気的に接続され、エアバッグ
２２６の膨張中、ガス供給源２３２、２３３から吹出さ
れるガス量を制御する。ガス供給源からある量のガスを
吹出させることにより、エアバッグ２２６の展開の速
度、大きさおよび圧力が制御される。
【００４２】乗員拘束システム２２０が使用される占有
者の座席２３４は、車両における乗客の座席であること
が望ましい。座席２３４は、座席２３４の底部クッショ
ン２６２に配置された占有者の位置および重量センサ２
６０を含む。人間センサ２６４がクッション２６２の頂
部付近に配置される。占有者センサ２６６は、座席２３
４の背クッション２６８に配置される。
【００４３】占有者位置および重量センサ２６０は、
（ｉ）対象物が座席に存在するか、（ii）対象物の重
量、および（iii）対象物の座席における位置を検出す
る。人間センサ２６４は、座のクッション２６２におけ
る対象物が生物であるか非生物であるかを検出する。占
有者センサ２６６は、対象物が背クッション２６８に接
触しているかどうかを検出する。
【００４４】センサ２６０、２６４、２６６に加えて、
座の背傾斜センサ２７０が、下部クッション２６２と上
部クッション２６８間に作用的に接続される。センサ２
７０は、車両の床に対する座席の背クッション２６８の
角度的な変位を表わす電気信号を生じる。座の背傾斜セ
ンサ２７０は回転ポテンショメータであることが望まし
い。座席位置センサ２７２は、下部クッション２６２
と、座席２３４が当技術において周知の方法で摺動自在
に取付けられた摺動レール２７４とに作用的に接続され
ている。センサ２７２は、予め定めた基準点に対する座
席２３４の前方および後方位置を表わす電気信号を生じ
る。座席位置センサ２７２は、線形ポテンショメータで
あることが望ましい。センサ２７２からの信号に基い
て、前面カバー２３０から座席の背２６８までの距離を
決定することができる。
【００４５】センサ２６０、２６４、２６６、２７０お
よび２７２は、まとめて座席および占有者のセンサ２８
０と呼ばれる。この座席および占有者のセンサ２８０
は、コントローラ２５０に電気的に接続されている。
（ｉ）センサ２６０により示される如き座席における対
象物の存否、および（ii）対象物がセンサ２６４からみ
て生物かどうかに基いて、コントローラ２５０は、エア
バッグ組立体２２２を使用可能にするかどうかを判定す
る。（ｉ）センサ２７２による座席２３４の検出位置、
（ii）センサ２７０による座席の傾斜、（iii）センサ
２６０による占有者の重量、および（iv）センサ２６
０、２６６による座席における占有者の位置に基いて、
コントローラ２５０は、エアバッグ２２６の膨張速度、
大きさ、圧力、展開方向および展開のタイミングを制御
する。コントローラ２５０は、エアバッグ位置モニター
２４０、２４２と作用的に接続されたモータ制御駆動回
路２８２を介して展開の方向を制御する。
【００４６】図１０乃至図１２において、占有者位置お
よび重量センサ２６０は、個々の位置センサ３００と個
々の重量センサ３０２のＮ×Ｍアレイを含む。図１０
は、センサ３００、３０２の特定の配置を示す。図示さ
れたアレイは、位置および重量センサが市松模様で列状
に交互に配置された８×８アレイである。本発明がこの
特定のアレイあるいはセンサのパターンのいずれにも限
定されないことが判るであろう。
【００４７】センサ３００は全て、図２、図３および図
４に関して述べたセンサ６０と構造的に同じものであ
る。各センサ３００は、それ自体の多層圧電フィルム３
０８と、関連する基板３０６上のフィルムと隣接して取
付けられた駆動回路３０４とを有する。各駆動回路３０
４は、センサ６０に関して図６に示した駆動回路と同じ
ものである。各駆動回路３０４の出力は、コントローラ
２５０と接続されている。各フィルム３０８は、全ての
フィルムに対して凹部を提供する底部支持板３１２の関
連する凹部３１０に跨って取付けられる。フィルム３０
８および駆動回路３０４の全てを覆う頂部板３１４が、
センサ６０に関して述べたようにねじにより底部板３１
２に対して固定されている。環状のガスケット３１６
が、頂部板３１４と底部板３１２間に介挿されている。
ガスケット３１６、頂部板３１４および底部板３１２が
チャンバ３１８を形成している。
【００４８】頂部板は、底部板３１２に向けて下方に延
びる複数の接触アーム３２０を有する。各センサ３００
は、そのフィルム３０８上に関連した接触アーム３２０
が配置されている。頂部板３１４は、作用力または荷重
に応答して撓む材料から作られる。頂部板３１４におけ
るどの点における撓み量も、座席クッション２６２にお
ける対応位置における占有者の重量の関数である。接触
アーム３２０がその関連するフィルム３０８と接触する
と、関連する駆動回路３０４からの出力信号は、センサ
６０に関して図８に示されたと同じように変化する。セ
ンサ３００が対象物の存在を表示するものを監視するこ
とにより、座席２３４における対象物の位置が判定でき
る。この判定された位置に基いて、コントローラ２５０
は、エアバッグ組立体２２２の方向、およびエアバッグ
が展開される時間を制御することができる。センサ６０
に関して述べたように、センサ３００はまた、開回路お
よびグラウンドに対する短絡の如きセンサにおける電気
的な障害条件の表示を行う。
【００４９】センサ３０２の各々は、底部板３１２にお
ける関連する凹部３３２に跨って取付けられた作用力検
出フィルム３３０を含む。本文では重量検出フィルムと
も呼ばれる作用力検出フィルムは、作用力検出抵抗（Ｆ
ＳＲ）フィルムである。この形式のフィルムは、その接
続端子に跨って予め定めた抵抗量が示される。端子に跨
る抵抗は、加えられる作用力と反比例する。センサ３０
０と同様に、各センサ３０２は、フィルム上方に配置さ
れ頂部板３１４から下方に延長する関連する接触アーム
３３４を有する。各センサ３０２はまた、関連する駆動
回路３３６を有する。
【００５０】先に述べたように、頂部板３１４は、加え
られる荷重即ち作用力に応答して撓む材料から作られ
る。頂部板３１４におけるどの点における撓み量も、座
席クッション２６２における対応する場所の占有者の重
量の関数である。接触アーム３３４がその関連するフィ
ルム３３０と接触すると、関連する駆動回路３３６から
の出力信号はこの場所における占有者の重量の関数とし
て変化する。センサ３０２を監視することにより、座席
２３４における占有者の重量を決定することができる。
この決定された重量に基いて、コントローラ２５０はエ
アバッグの展開を制御することができる。
【００５１】センサ３００、３０２は、アーム３２０、
３３４がその関連するフィルム３０８、３３０と接触す
る前に、予め定めた量の重量が最初に座のクッションに
加えられねばならないように設計される。例えば、アー
ム３２０、３３４がその関連するフィルム３０８、３３
０と接触する前に、約９．１Ｋｇ（２０ポンド）が座席
クッション２６２上に置かれねばならないことが考えら
れる。作用力即ち重量センサ３０２毎に、抵抗における
変化が占有者の重量と関数的に関連させられることにな
る。図１４は、センサ・フィルム３３０のインピーダン
スを示すグラフである。座席クッション２６２に重量が
ない時、このフィルムのインピーダンスは非常に高い。
重量が増すに伴い、インピーダンスは減少する。このグ
ラフは、時間ｔ1において座席に座る占有者を示してい
る。
【００５２】乗員拘束システムを設計して評価するた
め、全体として人口を理論的にモデル化するため工業規
格が確立された。これらの規格は、全体重、身長、胴
長、および他の種々の解剖学的特性に照らして、理論的
な個人を定義する。体重の如きこれら特性の１つの実際
の測定に基いて、車両の占有者の他の特性を、工業規格
から正しさの予め定めた統計的確率により求めることが
できる。例えば、図１５は、フィルム３３０の抵抗にお
ける変化をこれらの個々の規格における理論的な男性の
体重に相関させる。例えば、９５百分位数（図１５で９
５％として示される）の男性は約９９．８Ｋｇ（２２０
ポンド）の体重、５０百分位数の男性は約７４．８Ｋｇ
（１６５ポンド）の体重、３歳児は約１３．６Ｋｇ（３
０ポンド）の体重がある。コントローラ２５０は、フィ
ルム３３０の抵抗における変化および占有者の計算され
た重量に基いて、エアバッグ２２６の展開を制御する。
占有者の重量およびその関連する理論的解剖学的寸法に
基いて、エアバッグ２６は、望ましくは索引テーブルか
ら得られる衝突の開始後の時間におけるある衝突条件に
おいて展開される。索引テーブルに格納されたデータ
は、履歴データおよび（または）実験的テストから得ら
れる。占有者の検出された重量もまた、占有者の位置と
共にコントローラ２５０により使用されて、通気弁２３
８、２３９を制御する。図１６は、通気弁２３８、２３
９の制御を示す多目的図である。第１に、図１６は、占
有者の決定された重量の関数として通気弁を介して排出
されたガスの比率を示す。座席２３４に座る占有者が軽
いほど、エアバッグ２２６から抜かれて排出されるべき
ガス供給源２３２、２３３からのガスの百分率は大きく
なる。第２に、図１６は、座席における占有者の位置の
関数として通気弁から排出されるガスの百分率を示す。
占有者がカバー２３０に近いほど、ガス供給源２３２、
２３３から排出されるガスの百分率は大きくなる。重量
および距離に対して要求されるガス排出量は、実験的に
決定されたデータを含む履歴データに基く。
【００５３】コントローラ２５０は更に、占有者の重量
を用いて、エアバッグの展開を要求する車両の衝突の間
雷管の一方または両方が発火されるかを制御する。例え
ば、占有者の重量が５０百分位数の人より小さく決定さ
れるならば、雷管２３２、２３３の一方のみが発火され
る。占有者の重量が５０百分位数の人より大きく決定さ
れるならば、雷管の両方が発火される。
【００５４】コントローラ２５０は、占有者とエアバッ
グ組立体２２２の前面カバー２３０との間の距離を監視
する。この距離は、座席位置センサ２７２からの座席２
３４の位置、センサ２７０からの座席の背の傾斜、およ
び占有者位置およびセンサ２６０、２６６からの出力信
号に基く座席２３４の占有者の位置を知ることによって
決定される。エアバッグが衝突条件において有効な保護
を提供するエアバッグ組立体に対する位置に占有者があ
るかどうかについて決定がなされる。占有者がこの有効
でない保護位置に座っていると決定されれば、エアバッ
グは車両の衝突条件と同時に展開されない。１つまたは
２つの雷管を発火させる制御もまた、占有者の検出され
た位置に応答して制御することができる。
【００５５】図１７および図１８は、エアバッグ組立体
２２２の左右および上下方向に対する方位即ち標定制御
をそれぞれグラフ的に示す。占有者が位置センサ３００
から座席の左方の部分に座っていると判定されると、エ
アバッグ組立体２２２は左方へ回転される。占有者が位
置センサ３００から座席の右方の部分に座っていると判
定されると、エアバッグ組立体２２２は右方へ回転され
る。占有者が位置センサ３００から座席の前方部分に座
っていると判定されるならば、エアバッグ組立体２２２
は上方へ回転される。占有者が位置センサ３００から座
席の後方部分に座っていると判定されるならば、エアバ
ッグ組立体２２２は下方へ回転される。
【００５６】エアバッグ組立体２２２の標定即ち方位
は、モータ駆動回路２８２により制御される。モータ駆
動回路２８２は、望ましくはステッピング・モータであ
るモータ２４０、２４２を備えたステッピング・モータ
である。コントローラ２５０は、水平ステップ入力およ
び方向使用可能入力を含む水平位置制御を出力する。コ
ントローラ２５０は、垂直ステップ入力および方向使用
可能入力を含む垂直位置制御を出力する。コントローラ
２５０からのこれらの入力信号に基いて、モータ・コン
トローラ２８２は、当技術において周知の方法でモータ
２４０、２４２に対して適当な駆動信号を出力する。
【００５７】座席クッション２６２におけるセンサ２６
４は、赤外線エネルギを検出する種類の圧電フィルムで
ある。座席２３４に占有者が座る時、この占有者はセン
サ２６４により検出される赤外線エネルギを出す。この
センサは、座席２３４における対象物が生物か非生物か
を表わす信号を生じる。センサ２６４は、コントローラ
２５０と接続される。衝突条件において、非生物である
対象物が座席クッションにあるならば、エアバッグ２２
６は展開されない。
【００５８】図１９は、センサ２６４からの出力を示
す。赤外線センサからの出力は、これが受ける温度にお
ける変化を表わす値を持つ電圧である。コントローラ２
５０がセンサ２６４からの大きな電圧を監視する時、こ
れは生物である対象物が座席に座っていることを示す。
このグラフは、時間ｔ1において座席に座っている占有
者を示している。
【００５９】座席の背センサ２６６は、センサ６０およ
び３００と構造において同じ圧電センサであることが望
ましく、単一のセンサあるいはアレイのいずれでもよ
い。センサ２６６は、コントローラ２５０と接続され、
占有者が常に座席２６２に座っているかどうかの表示を
与える。センサ２６６に対する接触アームは、その関連
するフィルム層に非常に近く配置され、フィルムの電気
的特性の条件の変化を生じるために座席の背に対して小
さな量の作用力しか要さないようにする。
【００６０】図１２によれば、コントローラ２５０は、
このアレイ実施例において、センサ３００、３０２、２
７０、２７２、２６４および２６６の各々の出力と個々
に接続されたマイクロコンピュータであることが望まし
い。このマイクロコンピュータの出力は、個々に雷管２
５４、２５５と接続されている。このマイクロコンピュ
ータ出力もまた、モータ駆動制御回路２８２と同様に、
通気弁２３８、２３９と接続されている。
【００６１】図２０乃至図２２は、コントローラ２５０
が追従する制御プロセスに対するフローチャートを提供
する。ステップ４００において、コントローラ２５０は
このプロセスにおいて使用される数をゼロに設定し、適
当なところでフラッグをリセットし、最初にエアバッグ
を使用可能状態にし、最初にエアバッグを中間位置に位
置決めすることにより、初期化される。ステップ４０２
において、センサ出力はマイクロコンピュータにより走
査される。ステップ４０４において、対象物が座席にい
るかどうかについて判定が行われる。図９に示される実
施例の場合は、占有者が存在するかどうかを判定するた
めセンサ３００、３０２または２６４のいずれかを用い
ることができる。センサ３００、３０２、２６４は、対
象物が生物か非生物かとは独立的に、対象物が座席にあ
るかどうかの表示を行う。
【００６２】ステップ４０４における判定が否定であれ
ば、プロセスはステップ４０６へ進み、ここで値Ｎが
（Ｎ＋１）にセットされる。プロセスはステップ４０８
へ進み、ここでＮが１０に等しいかどうかの判定が行わ
れる。ステップ４０８における最初の判定は否定となる
が、これはＮがステップ４００においてゼロに等しくセ
ットされたためである。次いで、プロセスはステップ４
０２へ再びループする。ステップ４０２、４０４、４０
８を１０回経た後、ステップ４０８における判定は肯定
となる。ステップ４０８における判定が肯定である時、
プロセスはステップ４１０へ進み、ここでエアバッグが
使用可能状態になる。次に、プロセスはステップ４０２
へ戻る。
【００６３】ステップ４０４における判定が肯定なら
ば、プロセスはステップ４１２へ進み、ここで座席にお
ける対象物が人間であるかどうかについて判定が行われ
る。これは、センサ２６４の出力を監視することにより
行われる。ステップ４１２における判定が否定ならば、
プロセスはステップ４１４へ進み、ここでエアバッグが
使用不能となる。
【００６４】ステップ４１４における判定が肯定なら
ば、プロセスは「ステップ」４１６へ進み、ここでエア
バッグが使用可能状態に保持される。この「ステップ」
とは非機能的であり、プロセスのこの点においてエアバ
ッグが使用可能に保持される残りとしてフローチャート
に示される。プロセスはステップ４１８へ進み、ここで
コントローラ２５０がアレイ２６０におけるセンサ３０
０のどれがオンであるかを判定する。次に、ステップ４
２０においてアレイ２６０におけるオンのセンサから占
有者の位置が判定される。
【００６５】次にステップ４２２において、座席の占有
者が位置から外れているかどうかについて判定が行われ
る。位置から外れるとは、エアバッグが衝突条件におい
て有効な保護を生じ得ない位置に占有者があることを意
味する。ステップ４２２における判定が肯定であれば、
プロセスはステップ４２４へ進み、ここでエアバッグが
使用不能状態にされる。
【００６６】ステップ４２２における判定が否定であ
り、即ちエアバッグが衝突の有効な保護を提供する座席
２３４の場所に占有者が置かれることを意味するなら
ば、プロセスはステップ４５０へ進み（図２１）、ここ
で占有者が座席の後方中間に座っているかどうかの判定
がなされる。ステップ４５０における判定が肯定なら
ば、プロセスはステップ４５２へ進み、ここで占有者の
重量が判定される。占有者が座席２３４の背の中間にあ
ることにより、エアバッグはステップ４００において中
間位置にセットされたため、更に標定する必要がない。
【００６７】もしステップ４５０における判定が否定な
らば、プロセスはステップ４５４へ進み、ここで占有者
が座席の前方中間に座っているかどうかの判定がなされ
る。ステップ４５４における判定が肯定ならば、プロセ
スはステップ４５６へ進み、エアバッグ組立体２２２が
床に向かって下方に回転させられる。次いで、プロセス
はステップ４５２へ進む。ステップ４７０における判定
が否定ならば、プロセスはステップ４５０へ戻る。
【００６８】ステップ４５４における判定が否定なら
ば、プロセスはステップ４５８へ進み、ここで占有者が
座席の左前方に座っているかどうかの判定が行われる。
ステップ４５８における判定が肯定ならば、プロセスは
ステップ４６０へ進み、エアバッグ組立体２２２が下方
かつ左方に回転させられる。次にプロセスはステップ４
５２へ進む。
【００６９】ステップ４５８における判定が否定なら
ば、プロセスはステップ４６２へ進み、ここで占有者が
座席の右前方に座っているかどうかの判定がなされる。
ステップ４６２における判定が肯定ならば、プロセスは
ステップ４６４へ進み、エアバッグ組立体２２２が下方
かつ右方に回転させられる。次にプロセスはステップ４
５２へ進む。
【００７０】ステップ４６２における判定が否定なら
ば、プロセスはステップ４６６へ進み、ここで占有者が
座席の左後方に座っているかどうかの判定がなされる。
ステップ４６６における判定が肯定ならば、プロセスは
ステップ４６８へ進み、エアバッグ組立体２２２が上方
かつ左方へ回転させられる。次いで、プロセスはステッ
プ４５２へ進む。
【００７１】ステップ４６６における判定が否定なら
ば、プロセスはステップ４７０へ進み、ここで占有者が
座席の右後方に座っているかどうかの判定がなされる。
ステップ４７０における判定が肯定ならば、プロセスは
ステップ４７２へ進み、エアバッグ組立体２２２が上方
かつ右方に回転させられる。次に、プロセスはステップ
４５２へ進む。ステップ４７０におけるプロセスが否定
ならば、プロセスはステップ４５０へ戻る。
【００７２】占有者の位置が図２１に示されるプロセス
から決定された後、プロセスはステップ４５２へ進み、
ここで占有者の重量が決定される。プロセスはステップ
４８０へ進み、ここで占有者の重量に基いて、占有者が
略々理論的な３歳児の大きさであるかどうかの判定がな
される。この判定は、以下に述べる他の重量に基く判定
と共に、特定の重量に等しいのではなく、重量のある範
囲内にある占有者の判定された重量に基くことになる。
この判定が肯定ならば、プロセスはステップ４８２へ進
み、ここで１つのガス供給源により放出される全てのガ
スの７５％がその関連する通気弁を経て放出される。他
のガス供給源は作動しない。ステップ４８０における否
定の判定から、プロセスはステップ４８４へ進む。
【００７３】ステップ４８４において、占有者が５百分
位数の人の大きさであるかどうかの判定がなされる。こ
の判定が肯定ならば、プロセスはステップ４８６へ進
み、１つのガス供給源により放出された全てのガスの５
０％がその関連する通気弁を経て放出される。他のガス
供給源は作動されない。ステップ４８４における否定の
判定から、プロセスはステップ４８８へ進む。
【００７４】ステップ４８８において、占有者が２５百
分位数の人の大きさであるかどうかについての判定がな
される。この判定が肯定ならば、プロセスはステップ４
９０へ進み、ここで１つのガス供給源により放出された
全てのガスの２５％がその関連する通気弁を経て放出さ
れる。他のガス供給源は作動されない。ステップ４８８
における否定の判定から、プロセスはステップ４９２へ
進む。
【００７５】ステップ４９２において、占有者が５０百
分位数の人の大きさであるかどうかの判定がなされる。
この判定が肯定ならば、プロセスはステップ４９４へ進
み、１つのガス供給源から供給されたガスは全く放出さ
れない。他のガス供給源は作動されない。５０百分位数
の人の大きさより大きく検出された重量は、第２のガス
供給源の作動をもたらす結果となる。ステップ４９２に
おける否定の判定から、プロセスはステップ４９６へ進
む。
【００７６】ステップ４９６において、占有者が７５百
分位数の人の大きさであるかどうかの判定がなされる。
この判定が肯定ならば、プロセスはステップ４９８へ進
み、第２のガス供給源により放出されたガスの５０％が
その関連する通気弁を経て排出される。ステップ４９２
における否定の判定から、プロセスはステップ５００へ
進む。
【００７７】ステップ５００において、占有者が９０百
分位数の人の大きさであるかどうかについての判定がな
される。この判定が肯定ならば、プロセスはステップ５
０２へ進み、第２のガス供給源により放出されたガスの
２５％がその関連する通気弁を経て排出される。ステッ
プ５００における否定の判定から、プロセスはステップ
５０４へ進む。
【００７８】ステップ５０４において、占有者が９９百
分位数の人の大きさであるかどうかの判定がなされる。
この判定が否定ならば、プロセスはステップ４８０へ再
びループする。この判定が肯定ならば、プロセスはステ
ップ５０６へ進み、ガスはいずれのガス供給源からも排
出されない。ステップ４８２、４８６、４９０、４９
４、４９８、５０２、または５０６のいずれからも、プ
ロセスは図２１に示される占有者の位置の判定であるス
テップ５１０へは戻らない。
【００７９】重量および位置の判定に対する種々のステ
ップはどんな順序でも生じ得ることが判るであろう。ま
た、重量の判定および通気弁の調整は、必要に応じて、
より小さな増分で行うことができる。更に、占有者の位
置の判定が可能であり、従ってプロセスは決定された位
置に基いて適当な動作へ分岐することになる。同様に、
占有者の重量は決定可能であり、プロセスはこの決定さ
れた重量に基いて適当な動作へ分岐することになる。
【００８０】図２３は、本発明の別の実施例を示してい
る。この実施例においては、複数の圧電フィルム・セン
サ５５０がゴムのパッド５４０に固定され、座のクッシ
ョン上の占有者の重量により撓められる時電気パルスを
生じる。どのフィルム５５０が電気パルスを生じるかを
監視することにより、占有者の位置を決定することがで
きる。重量センサ５６０もまたゴムのパッド５４０に固
定され、フィルムの撓み量と機能的に関連する占有者の
重量の表示を行う。位置センサ５５０および重量センサ
５６０は、先に述べたようにゴムのパッド上に市松模様
状に配置される。ゴムのパッドは、占有者の重量および
位置に応答してパッドの撓みを許容する座のクッション
の位置に配置される。この実施例におけるコントローラ
は、先に述べたと同じように、重量のフィルム・センサ
からの信号を処理する。コントローラは、座席の位置セ
ンサを監視し、どの位置のフィルムがパルス出力を生じ
るかに応じて占有者の位置を決定する。エアバッグの展
開および方向は、先に述べたように制御される。
【００８１】本発明の望ましい実施態様の先の記述か
ら、当業者は、改善、変更および修正を着想しよう。当
技術の範囲内のこのような改善、変更および修正は、頭
書の特許請求の範囲によって網羅されるべきものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例により構成された乗員拘束シ
ステムを示す概略図である。
【図２】明瞭にするため幾つかの部品が取除かれた本発
明により構成されたフィルム・センサを示す平面図であ
る。
【図３】図２の線３−３に関する断面図である。
【図４】図２に示されたフィルム・センサを示す分解図
である。
【図５】本発明の一実施例により構成された乗員拘束シ
ステムを示す回路図である。
【図６】図５に示されたフィルム駆動回路を示す回路図
である。
【図７】図６に示された帯域フィルタ回路を示す回路図
である。
【図８】図６に示された駆動回路の出力を示すグラフで
ある。
【図９】本発明の別の実施例により構成された乗員拘束
システムを示す概略図である。
【図１０】図９に示された占有者の位置および重量セン
サを示す平面図である。
【図１１】図１０の線１１−１１に関する占有者位置お
よび重量センサを示す側面図である。
【図１２】図９の乗員拘束システムの一部を示す回路図
である。
【図１３】図９の乗員拘束システムの一部を示す回路図
である。
【図１４】図９に示された重量センサの抵抗を示すグラ
フである。
【図１５】占有者の重量の関数として重量センサの抵抗
値の変化を示すグラフである。
【図１６】占有者とダッシュボード間の距離の関数とし
て、また占有者の重量の関数として図９に示されたエア
バッグから放出されるガスの比率を示すグラフである。
【図１７】車両の座席における占有者の左方および右方
の位置の関数として、図９に示されたエアバッグの角度
位置を示すグラフである。
【図１８】車両の座席における占有者の前方または後方
の位置の関数として、図９に示されたエアバッグの角度
位置を示すグラフである。
【図１９】図９に示された人間センサの出力を示すグラ
フである。
【図２０】図９に示されたコントローラが追従する制御
プロセスを示すフローチャートである。
【図２１】図９に示されたコントローラが追従する制御
プロセスを示すフローチャートである。
【図２２】図９に示されたコントローラが追従する制御
プロセスを示すフローチャートである。
【図２３】本発明の別の実施例による位置および重量セ
ンサを示す平面図である。
【符号の説明】 ２０ 乗員拘束システム ２２ エアバッグ組立体 ２４ ダッシュボード ２６ エアバッグ ２８ エアバッグ・ハウジング ３０ 前方カバー ３２ 不活性ガス供給源 ３４ 車両の座席 ３６ 電子コントローラ ３８ 車両衝突センサ ４０ 雷管 ４２ 座部クッション ６０ 占有者センサ ９０ ハウジング ９２ 底部支持板 ９４ 頂部カバー板 １００ ガスケット １０７ チャンバ １１０ 圧電フィルム・センサ １１２ 凹部 １２０ 凹部 １２２ フィルム駆動回路 １２４ 基板 １３０ 第１の圧電層 １３６ 第２の圧電層 １３８ 絶縁層 １４０ 接触アーム １４２ 演算増幅器 １４３ フィードバック抵抗 １４４ 演算増幅器 １４５ フィードバック抵抗 １４７ 入力抵抗 １４８ 出力 １５０ 帯域フィルタ １５８ カウンタ １６０ ディジタル・コンパレータ １６３ リセット回路 １６４ クロック １６５ インバータ １６６ インバータ １６７ 遅延コンデンサ １７０ 出力 １７２ インバータ １７４ ＡＮＤゲート １８０ 読出し専用メモリー １８３ ＯＲゲート １８４ 駆動回路 １８６ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ） １８８ 誤り検出回路 １９０ 出力 １９２ 誤り指示灯 ２２０ 乗員拘束システム ２２２ エアバッグ組立体 ２２４ ダッシュボード ２２６ エアバッグ ２２８ エアバッグ・ハウジング ２３０ 前面カバー ２３２ 不活性ガス供給源 ２３３ 不活性ガス供給源 ２３４ 車両の座席 ２３８ 通気弁 ２３９ 通気弁 ２４０ エアバッグ位置モニター ２４２ エアバッグ位置モニター ２５０ 電子コントローラ ２５２ 衝突センサ ２５４ 雷管 ２５５ 雷管 ２６０ 占有者位置および重量センサ ２６２ 座部クッション ２６４ 人間センサ ２６６ 座席の背センサ ２６８ 背部クッション ２７０ 座の背傾斜センサ ２７２ 座席位置センサ ２７４ 摺動レール ２８０ 座席および占有者のセンサ ２８２ モータ制御駆動回路 ３００ 位置センサ ３０２ 重量センサ ３０４ 駆動回路 ３０６ 基板 ３０８ 多層圧電フィルム ３１０ 凹部 ３１２ 底部支持板 ３１４ 頂部板 ３１６ ガスケット ３１８ チャンバ ３２０ 接触アーム ３３０ 作用力検出フィルム ３３２ 凹部 ３３４ 接触アーム ３３６ 駆動回路 ５４０ ゴム・パッド ５５０ 圧電フィルム・センサ（位置センサ） ５６０ 圧電フィルム・センサ（重量センサ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ・エフ・メイツァー アメリカ合衆国ミシガン州48094，ワシ ントン，ウインストン 58471 (72)発明者 スコットビー・ジェントリー アメリカ合衆国ミシガン州48315，シェ ルビー・タウンシップ，25・マイル・ロ ード 11145 (56)参考文献 特開 平２−38161（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−212239（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−28566（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−110966（ＪＰ，Ｕ)

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 乗員拘束システムに使用される乗員検出
    装置において、 接触部材と、 前記接触部材との物理的な接触及び非接触に応じて変化
    する電気特性を有するフィルムと、 乗員の存在及び非存在に応じて、前記接触部材と前記フ
    ィルムとの物理的な接触及び非接触が生じるように、該
    接触部材とフィルムとを車両に支持する支持手段と、 前記フィルムと接続されて該フィルムの電気特性を検出
    する電気回路手段であって、該フィルムの電気特性が、
    乗員が存在せずに前記接触部材とフィルムとが非接触で
    あることを表わしているときに第１の信号を生じ、乗員
    が存在して前記接触部材とフィルムとが接触しているこ
    とを表しているときに第２の信号を生じ、かつ、該電気
    回路手段と前記フィルムとが遮断されているときに第３
    の信号を生じる電気回路手段と、 前記第２および第３の信号のいずれか一方が前記電気回
    路手段により与えられるときに、乗員拘束システムを使
    用可能にする手段とを設けてなることを特徴とする乗員
    検出装置。
  2. 【請求項２】 前記フィルムが圧電フィルムであること
    を特徴とする請求項１記載の乗員検出装置。
  3. 【請求項３】 前記電気回路手段が、前記フィルムを振
    動させるように該フィルムに対して電流を与え、該振動
    に前記接触部材とフィルムとの接触により変化が生じ、
    該フィルムの振動状態を検出することにより、前記第
    １、第２及び第３の信号を生じることを特徴とする請求
    項２記載の乗員検出装置。
  4. 【請求項４】 前記接触部材とフィルムとの接触により
    前記振動が減衰するよう構成され、前記電気回路手段
    が、前記振動が減衰されたときに直流電圧値を生じる手
    段を含むことを特徴とする請求項３記載の乗員検出装
    置。
  5. 【請求項５】 前記振動が所定の周波数帯域内にあり、
    前記電気回路手段が、該所定の周波数帯域の振動に応答
    する信号を通過させる帯域フィルタを含むことを特徴と
    する請求項３記載の乗員検出装置。
  6. 【請求項６】 前記所定の周波数帯域が約２ＫＨzを中
    心としていることを特徴とする請求項５記載の乗員検出
    装置。
  7. 【請求項７】 前記フィルムが、作用力検出抵抗フィル
    ムであり、該フィルムの電気特性がインピーダンスであ
    り、前記接触部材とフィルムとの接触により該フィルム
    のインピーダンスの変化を生じ、前記電気回路手段が、
    該インピーダンスを検出することを特徴とする請求項１
    記載の乗員検出装置。
  8. 【請求項８】 前記乗員拘束システムがエアバッグを含
    み、前記電気回路手段が、検出された前記フィルムのイ
    ンピーダンスに応答してエアバッグの展開を制御する手
    段を含むことを特徴とする請求項７記載の乗員検出装
    置。
  9. 【請求項９】 乗員拘束システムに使用され、乗員の位
    置および重量を検出するセンサにおいて、 Ｎ×Ｍのアレイに配置された複数の検出要素であって、
    該検出要素の各々は、撓むと電気特性が変化しかつ乗員
    の位置を検出するための第１のフィルムと乗員の重量を
    検出するための第２のフィルムとの、２つの種類のフィ
    ルムの一方を備えている複数の検出要素と、 乗員が車両の座席に座るときに前記フィルムの少なくと
    も一部に撓みを生じさせる手段と、 車両の座席に前記フィルムを支持する手段と、 前記検出要素の各々と接続され、それぞれの検出要素の
    フィルムの電気特性を分析し、かつフィルムの電気特性
    が、乗員が存在していないことを表わしているときに使
    用不能信号を生じ、乗員が存在していることを表わして
    いるか又は該検出要素に電気的な障害が存在することを
    示しているときに使用可能信号を生じる制御手段と を設け、 該制御手段が、前記検出要素から乗員の位置および重量
    を決定する手段をさらに含み、かつ、検出された乗員の
    位置および重量に応答して、前記乗員拘束システムの動
    作を制御することを特徴とする乗員位置及び重量セン
    サ。
  10. 【請求項１０】 前記第１のフィルムが圧電フィルムで
    あり、前記第２のフィルムが作用力検出抵抗フィルムで
    あることを特徴とする請求項９記載の乗員位置及び重量
    センサ。
  11. 【請求項１１】 乗員拘束システムに使用されて乗員の
    位置を検出するセンサにおいて、 Ｎ×Ｍのアレイに配置された複数の検出要素であって、
    該検出要素の各々は、撓むと電気特性が変化しかつ乗員
    の位置を検出するための第１のフィルムと乗員の重量を
    検出するための第２のフィルムとの２つの種類のフィル
    ムの一方を備えている複数の検出要素と、 乗員が車両の座席に座ったときに前記フィルムの少なく
    とも一部に撓みを生じさせる手段と、 車両に前記フィルムを支持する手段であって、該手段は
    車両の座席に配置された接触部材を含み、乗員の存在及
    び非存在に応じて、前記接触部材と前記複数の検出要素
    との物理的な接触及び非接触が生じて前記電気特性が変
    化するように、支持する支持手段と、 前記検出要素の各々と接続されて、それぞれの検出要素
    の電気特性を分析し、かつ電気特性が、乗員が存在して
    いないことを表わしているときに使用不能信号を生じ、
    乗員が存在していることを表わしているか又は該検出要
    素のアレイに電気的な障害が存在することを示している
    ときに使用可能信号を生じる制御手段とを設け、 該制御手段が、前記検出要素から乗員の位置および重量
    を決定する手段をさらに含み、かつ、検出された乗員の
    位置および重量に応答して、前記乗員拘束システムの動
    作を制御することを特徴とする占有者位置センサ。
  12. 【請求項１２】 車両用乗員拘束システムにおいて、 車両のダッシュボードに移動自在に取付けられた、エア
    バッグを含むエアバッグ組立体と、 前記エアバッグ組立体を、乗員の座席に対して上方、下
    方、右方および左方に移動させる移動手段と、 車両の座席に支持され、座席における乗員の左方、右
    方、前方および後方の位置および乗員の重量を表す信号
    を出力する、位置及び重量センサからなるＮ×Ｍアレイ
    と、 車両の衝突が生じたときに信号を生じる衝突センサと、 前記エアバッグ組立体、前記移動手段、前記アレイおよ
    び前記衝突センサと接続され、検出された乗員の位置に
    応じて前記エアバッグ組立体の位置を制御し、前記衝突
    センサからの信号並びに検出された乗員の位置及び重量
    に応答して、エアバッグの展開を制御する制御手段とを
    設けてなることを特徴とする乗員拘束システム。
  13. 【請求項１３】 前記制御手段に対して、座席に存在す
    る対象物が生物かあるいは非生物かを表すための信号を
    供給する赤外線センサを更に設け、前記制御手段が、前
    記対象物が非生物である場合は、前記エアバッグの展開
    を不能にすることを特徴とする請求項１２記載のシステ
    ム。
  14. 【請求項１４】 前記位置センサが圧電フィルムで形成
    されていることを特徴とする請求項１２記載のシステ
    ム。
  15. 【請求項１５】 前記重量センサが、作用力検出抵抗フ
    ィルムで形成されていることを特徴とする請求項１２記
    載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記位置センサおよび重量センサが、
    前記アレイ中に交互に配置されていることを特徴とする
    請求項１２記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記エアバッグ組立体が、作動される
    ときにガスを生じて前記エアバッグを膨張させるガス供
    給源を含み、該ガス供給源と接続されかつ前記制御手段
    と電気的に接続された通気弁を更に設け、該制御手段
    が、検出された乗員の重量に応答して前記ガス供給源か
    らのガスを通気するように前記通気弁を制御することを
    特徴とする請求項１２記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 前記エアバッグ組立体が、個々に作動
    されるときにガスを生じて該エアバッグを膨張させる２
    つの別個のガス供給源を含み、前記制御手段は、ガス供
    給源の一方または両方が、検出された乗員の重量に応答
    して作動させられるかを制御する手段を含むことを特徴
    とする請求項１２記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 ２つの通気弁を更に設け、各ガス供給
    源が関連する通気弁を有し、前記制御手段が各通気弁と
    接続されて、検出された乗員の重量に応答して２つのガ
    ス供給源からのガスの通気を制御することを特徴とする
    請求項１８記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 前記制御手段が、乗員が有効でない保
    護位置に座っていると判定されたときに、前記エアバッ
    グの展開を不能にする手段を含むことを特徴とする請求
    項１２記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 前記位置センサ及び重量センサが接触
    部材を有するハウジング内に支持され、各位置および重
    量センサが電気特性を有するフィルムであり、かつ関連
    する接触部材を有し、乗員が座席に座ったときに前記接
    触部材の少なくとも一部がその関連するフィルムと接触
    され、１つのフィルムの接触部との接触が該フィルムの
    電気特性に変化を生じ、前記制御手段が前記電気特性を
    検出する手段を含み、前記電気特性の検出により、乗員
    の位置および重量を検出することを特徴とする請求項１
    ２記載のシステム。
  22. 【請求項２２】 前記位置センサ及び重量センサが可撓
    性のパッド上に支持された複数の電気的フィルムで構成
    され、乗員が座席に座ったときに該フィルムの少なくと
    も一部を撓ませ、該フィルムの撓みがフィルムの電気特
    性に変化を生じさせ、前記制御手段が該電気特性を検出
    する手段を含み、前記電気特性の検出により、乗員の位
    置および重量を検出することを特徴とする請求項１２記
    載のシステム。
  23. 【請求項２３】 車両衝突を表わす信号を生じる衝突セ
    ンサ手段を更に設け、前記電気回路手段が更に、該衝突
    センサ手段からの信号に基づいて衝突速度を決定する手
    段を含み、前記制御手段が、衝突速度が予め定めた値よ
    り大きいときに、エアバッグを展開させることを特徴と
    する請求項１記載の乗員検出装置。
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