JPH11148855A - 車両の乗員の重量推定装置 - Google Patents
車両の乗員の重量推定装置Info
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- JPH11148855A JPH11148855A JP10233687A JP23368798A JPH11148855A JP H11148855 A JPH11148855 A JP H11148855A JP 10233687 A JP10233687 A JP 10233687A JP 23368798 A JP23368798 A JP 23368798A JP H11148855 A JPH11148855 A JP H11148855A
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Abstract
の量の処理で正確に重量の推定を行って、乗員拘束装置
を適切に展開できるようにする。 【解決手段】 重量推定装置は、密閉されたエラストマ
ーの嚢体(20)を備えている。嚢体(20)には、流
体が充填されている。嚢体(20)は、車両シート(1
2)の底部の発泡性のクッション(16)に取り付けら
れている。少なくとも1つの圧力センサ(26)が、嚢
体(20)の閉じた出口ポート(22)に取り付けられ
ている。温度センサ(30)が嚢体(20)に近接して
配置されており、温度信号を供給している。コントロー
ラ(50)が、温度信号と圧力信号とに基づいて乗員の
重量を推定する。圧力センサは、流体の重心で、ゲージ
圧(すなわち、流体圧力と大気圧との圧力差)を検出で
きるように形成されていることが好ましい。これによ
り、大気圧の変動や車両の縦揺れや横揺れによる嚢体の
向きの変動とは無関係に、安定した出力を供給できる。
Description
量を推定するための装置に関する。
装置を展開すべきか否かを判断しまたどの程度強く拘束
装置を展開すべきかということを判断する手段として、
エアーバッグや点火装置により展開する他の拘束装置と
の関係で有用になっている。この点について、大人と幼
児または小さな子供との間を区別する基準として重量を
用いる場合、1つの基本的なパラメーターは、乗員の重
量である。
は、ずらりと並んだ可変抵抗式の圧力検出要素を車両シ
ートに取り付け、個々の圧力を合計し乗員の重量を決定
していた。この技術に基づいた拘束システムは、199
5年12月12日に発行し本願発明の譲受人に譲渡され
た米国特許第5,474,327号に開示され且つ説明
されている。しかしながら、実際問題として、そのよう
なシステムは、実施するのに比較的高価になる傾向があ
り、また、適切に較正し且つ重量を推定するために、か
なりの量の信号処理を要求する。
トのフレームに歪み検出器を装備する技術がある。しか
しながら、この技術も実施するのに高価であり、また、
歪みを検出できるように構成されていない既存のシート
構造に容易に取り付けることができない。
量推定装置が所望されていた。かかる重量推定装置は、
既存のシートに容易に取り付けられることが理想的であ
り、また、最低限の量の処理で十分且つ正確に重量の推
定を行って、乗員拘束装置を適切に展開できることが希
求されている。
望の特性を満足させる、改善された重量推定装置に関係
するものである。基本的に、前記重量推定装置は、密閉
されたエラストマーの(または、弾性を有する)嚢体
(bladder)を備えている。前記嚢体には、流体
が充填されている。また、前記嚢体は、車両シートの底
部の発泡性クッションに取り付けられている。また、少
なくとも1つの圧力センサが、前記嚢体の密閉された出
口ポートに取り付けられている。温度センサが、前記嚢
体に近接して配置されており、前記温度センサは温度信
号を供給する。コントローラが、前記温度信号と圧力信
号とに基づいて乗員の重量を推定する。所望するなら
ば、別の嚢体とセンサとを、車両の背もたれ(シートバ
ック)の発泡性のクッションに取り付けるようにしても
よい。
は、前記流体の重心で、ゲージ圧(すなわち、流体圧力
と大気圧との間の圧力差)を検出できるように形成され
ている。これにより、前記圧力センサは、大気圧の変化
や車両の縦揺れ(ピッチング)や横揺れ(ローリング)
による前記嚢体の向きの変化とは無関係に、安定した出
力を供給できるようになっている。あるいは、前記圧力
センサは、絶対圧力を検出できるように形成するように
してもよい。そして、大気圧に反応する第2の絶対圧力
センサを使用して、大気圧の変化を補償することもでき
る。また、多数のセンサを用いて向きの変化を補償する
こともできる。
は、請求項1で特定した特徴によって、特徴付けられて
いる。
体例を用いて説明されている。
照符号10は、本願発明にかかわる車両の乗員の重量推
定装置全体を示している。車両シート12が、フレーム
14に支持されている。車両シート12は、シート底部
に発泡性のクッション16を備え、また、背もたれに発
泡性のクッション18を備えている。真空成形されたポ
リマー(高分子)製の嚢体20が、発泡性のクッション
16に配置されている。嚢体20は、シートの中央着座
面に実質的に平行になっている。嚢体20は、極端な周
囲温度でも氷結することのない非腐食性のシリコーンの
ような流体を含んでいる。
充填用の管または出口ポート22を備えている。充填用
の管または出口ポート22は、圧力センサ26の入口ポ
ート24の周囲で密封されている。圧力センサ26は、
ライン28上に、嚢体20内の流体の圧力を示す電気出
力信号を供給する。温度センサ30が、嚢体20に近接
して設けられている。温度センサ30は、ライン32上
に、嚢体と発泡体の温度を示す電気出力信号を供給す
る。温度センサ30は、図1に示されているように別体
のセンサとして設けることができるが、圧力センサ26
と一体にしてもよい。
2上の電気温度信号とは、入力信号としてコントローラ
50に供給される。コントローラ50は、車両シート1
2が使用されているかどうかを決定し、大気圧信号のよ
うな他の入力信号を供給する圧力センサ52とできる限
り組み合わせて、前記圧力信号と前記温度信号とに基づ
いて前記乗員の重量を推定する。前記推定重量を示す電
気出力信号は、ライン54に供給される。そして、前記
推定重量を示す電気出力信号は、例えば、衝突事故にお
いて、エアーバッグや点火装置により展開する他の拘束
装置を展開すべきか否か、また、どの程度強く前記エア
ーバッグや他の拘束装置を展開すべきかということを決
定する要因(ファクター)として使用することができ
る。
に、コントローラ50には、適切にプログラムされたマ
イクロプロセッサーが採り入れられている。前記流体
は、基準線(ベースライン)測定を行う基準圧力または
無負荷圧力を備えている。前記基準圧力または無負荷圧
力は、発泡性のクッション16に加えられた乗員の重量
で単調的に増加する。前記温度測定を用いることによ
り、温度変化に対応する発泡体や嚢体の剛性の変化に関
して、前記重量測定を補償することができ、これによ
り、温度変動に影響を受けない重量測定を行うことがで
きる。
変動の影響を受けない圧力測定を行うために、圧力セン
サ26は、流体の圧力差やゲージ圧(すなわち、大気圧
と嚢体の流体圧との間の圧力差)を検出できるように形
成されている。この場合、圧力センサ26は、大気圧に
開口した(図示しない)第2の入口を備えている。
流体の絶対圧力測定を行うこともできる。コントローラ
50は、圧力センサ52によって供給される大気圧測定
値だけ流体圧力の測定値を減じることによって、大気圧
変動に関して前記測定を補償することができる。
圧力センサ36及び温度センサ38が、背もたれの発泡
性のクッション18に設けてあり、これにより、乗員に
よる背もたれに加わる重量や力に関する情報を供給する
ようにしてもよい。しかしながら、多くの車両におい
て、シート底部に設けた嚢体のみで、乗員の重量を正確
に推定可能な十分な情報を提供できるということがわか
っている。
ポート22の位置に応じて、圧力センサ26によって検
出された圧力は、嚢体20の向きの変化により著しく変
化するということがわかった。具体的には、嚢体20の
流体の重心が出口ポート22の位置に対して変化したと
きは必ず、前記検出された圧力は、変化する。車両が上
り坂や下り坂を走行することにより前部から後部にかけ
て車両に縦揺れ(ピッチング)が生じる場合や、あるい
は車両に横揺れ(ローリング)が生じる場合に、前記検
出された圧力は、変化する可能性がある。
の前方、後方及び側方に設けた多数の圧力センサを使用
することである。この場合において、前記前方に設けた
圧力センサによって検出された圧力と、前記後方に設け
た圧力センサによって検出された圧力とを平均すること
によって、縦揺れを補償することができる。また、前記
側方に設けたセンサによって検出された圧力を使用する
ことによって、横揺れを補償することができる。このよ
うに多数のセンサを設けた場合、出口ポートの直径及び
長さを等しくして、種々の圧力降下によるアンバランス
(不均衡)を避けるようにすべきである。
チは、与えられた用途での流体の重心位置を決定し、前
記重心での流体圧力を検出することである。これは、管
66を圧力センサ26に連結し、嚢体20を管66の肩
部67の周辺で密封することによって、図3Aないし図
3Cに示されたように行うことができる。図3B及び図
3Cに詳細に図示された管66には、サイドポート6
8、70が形成されており、これにより、常時、嚢体2
0の流体と圧力センサ26との間の流体連通が開口され
た状態が保証される。図3A及び図3Cに示されたよう
に、圧力センサの入口ポート24を嚢体20に近接させ
て配置することによって、管66の長さを最小限にする
ことが好ましい。しかしながら、管66を単に伸長させ
ることによって、圧力センサ26を嚢体20から遠く離
して設けることが要求されるならば、圧力センサ26
は、嚢体20から遠く離して設けるようにしてもよい。
この場合、管66の直径を比較的大きくし、管66を伸
ばすことによって生じる圧力降下が最小限になるように
すべきである。
ね、車両シートの底部16の形状に一致している。種々
の開口部やクリンプ(crimp)領域70によって、
嚢体20は、車両シートのクッションの形状に従うこと
ができるようになっている。一方、他のクリンプ領域7
2が、真空成形装置に嚢体20を適切に位置決めできる
ようにするために要求されている。クリンプ領域70、
72は、圧力測定値を下げることはない。というのは、
流体は、嚢体20の種々の領域やセル内に自由に流入す
ることができ、また、前記領域やセルから自由に流出す
ることができるからである。実際、クリンプ領域を使用
することによって、嚢体20の容積全体を、したがって
嚢体20の重量を効果的に減らすことができ、これによ
って、嚢体20内で流体が流れることにより生じる摩擦
損失を最小限にすることができる。
る、本願発明の乗員重量推定装置を図示している。エア
ーバッグ展開システムにおいて、コントローラ50は、
検出された乗員の重量に基づいて、エアーバッグの展開
を禁止すべきかどうか、あるいは、エアーバッグの展開
を許容すべきかどうかを示す出力信号をライン54上に
供給する。;+12ボルトの直流電圧(VDC)とする
ことができる車両点火電圧Vignが、ライン80を介
してコントローラ50に供給されている。内部電圧調整
器82が、+5ボルトの直流電圧(VDC)の、調整さ
れたシステム電圧を、ライン84及び86に供給してい
る。前記調整されたシステム電圧とアース電圧とは、圧
力センサ26の電源電圧端子と、(サーミスターとする
ことができる)温度センサ30の電源電圧端子と、マイ
クロプロセッサー88の電源電圧端子とに供給されてい
る。マイクロプロセッサー88は、4つのアナログ‐デ
ィジタル入力チャネルA/D1ないしA/D4を備えて
いる。アナログ‐ディジタル入力チャネルA/D1は、
車両点火電圧Vignを受信し、アナログ‐ディジタル
入力チャネルA/D2は、内部電圧調整器82のシステ
ム電圧を受信し、アナログ‐ディジタル入力チャネルA
/D3は、ライン32上の温度センサ出力電圧を受信
し、アナログ‐ディジタル入力チャネルA/D4は、ラ
イン28上の圧力センサ電圧を受信する。
ロセッサー88は、乗員の重量を決定する。マイクロプ
ロセッサー88は、また、所定の基準に基づいて、エア
ーバッグの展開を禁止すべきかどうか、あるいは、エア
ーバッグの展開を許容すべきかどうかを決定する。図示
された制御手順において、エアーバッグの展開は、乗員
の重量が所定の重量よりも低い場合に禁止されるように
なっている。ここでは、前記所定の重量は、しきい値重
量として示されている。
車両に取り付けられると、(システム電圧の変動が補償
された)検出された圧力と乗員の重量との間の関係は、
経験に基づいて、種々の温度で決定される。図1に示さ
れたようなシステムにおいて、データを使用することに
より、温度センサ出力電圧と圧力センサ出力電圧との関
数として、乗員の重量の数学的モデルや多次元ルックア
ップ表を構成することができる。この場合、前記数学的
モデルや多次元ルックアップ表は、マイクロプロセッサ
ー88内にプログラムされており、プログラムされた数
学的モデルや多次元ルックアップ表を用いることによっ
て、乗員の重量を決定し、この乗員の重量をライン54
上に出力することができる。しかしながら、図4のシス
テムにおいては、ライン54上の出力は、前記システム
の公差の制約内で、乗員がしきい値重量より上にあるか
または下にあるかどうかを単に示すに過ぎない。この場
合、経験に基づいて決定されたデータが、図5に示され
たようにプロットすることができる。そして、経験に基
づいて決定されたデータを用いることによって、エアー
バッグの展開を禁止すべきかあるいはエアーバッグの展
開を許容すべきかどうかを決定するための圧力センサの
しきい値電圧を創り出すことができる。図5に表された
データに関して、例えば、上限ULとして示されたライ
ンと、下限LLとして示されたラインとは、所定の乗員
の重量に関して圧力センサの出力電圧の変動可能な範囲
を境界付けしている。例えば、47.7kg(105ポ
ンド)のようなしきい値重量が与えられた場合、下限L
Lは、乗員の重量が47.7kg(105ポンド)とし
て予想されるおよお1.82ボルトの最小電圧であるし
きい値電圧を画定する。
御アルゴリズムが、図6のフロー線図に図示されてい
る。図6においては、ブロック90は、種々のレジスタ
や変数値を初期化するための、車両の作動の開始で実行
される一連のプログラム指示を示している。この場合に
おいて、前記システムの出力変数「STATUS(ステ
ータス)」が、初めに、展開禁止の状態に設定される。
その後、ブロック92が実行されて、所定の間隔で、圧
力センサの出力電圧を繰り返しサンプリングし、平均出
力電圧AVGOUTを得て、温度センサ30によって検
出された温度に関して平均出力電圧AVGOUTを補償
することができる。ブロック94では、温度補償された
平均出力電圧AVGOUTの値が、1.82ボルトのし
きい値電圧よりも低いか否かが判断される。そして、温
度補償された平均出力電圧AVGOUTの値が、1.8
2ボルトのしきい値電圧よりも低いと判断された場合、
ブロック96が実行され、出力変数STATUSが展開
禁止状態に設定される。ブロック98では、温度補償さ
れた平均出力電圧AVGOUTの値が、例えば、48.
6kg(107ポンド)に対応するヒステリシスなしき
い値電圧よりも大きいか否かが判断される。そして、温
度補償された平均出力電圧AVGOUTの値が、48.
6kg(107ポンド)に対応するヒステリシスなしき
い値電圧よりも大きいと判断された場合、ブロック10
0が実行され、出力変数STATUSが展開許容状態に
設定される。平均出力電圧AVGOUTの値が、前記2
つのしきい値電圧の間にあるならば、出力変数STAT
USの状態は、ブロック102−106によって示され
たように変化しない状態に維持される。
であり、しきい値を適応的に更新するように変更するこ
とができるし、あるいは、例えば、図1を参照して上述
したようにより正確な出力を供給するように変更するこ
ともできるということを理解すべきである。
を推定するためのコントローラと、流体が充填された嚢
体と、を装備した車両の助手席を図示するシステム線図
である。
体と発泡性のシートクッションの横断面図である。
施例による嚢体と圧力センサ形状体とを図示している。
ける、図1のコントローラのブロック線図である。
きの、乗員重量と圧力センサの出力電圧との関数を図示
するグラフである。
るコンピュータープログラムの指示を表すフローチャー
トである。
ッション 18 発泡性のクッション 20 嚢体 22 出口ポート 24 入口ポート 26 圧力センサ 28 ライン 30 温度センサ 32 ライン 34 第2の嚢体 36 圧力センサ 38 温度センサ 50 コントロー
ラ 52 圧力センサ 54 ライン 66 管 67 肩部 68 サイドポート 70 サイドポー
ト 70 クリンプ領域 72 クリンプ領
域 80 ライン 82 内部電圧調
整器 84 ライン 86 ライン 88 マイクロプロセッサー
Claims (8)
- 【請求項1】 発泡性のクッション底部(16)を有す
る自動車のシート(12)に着座する乗員の重量を推定
するための乗員の重量推定装置であって、 前記発泡性のクッション底部(16)に配置され、流体
で実質的に充填され、出口ポート(22)を有する、密
閉されたエラストマーの嚢体(20)と、 前記出口ポート(22)に連結され、前記出口ポート
(22)を密封し、前記流体の圧力を検出する圧力セン
サ(26)と、 前記嚢体(20)に近接して温度を検出する温度センサ
(30)と、 前記検出された流体圧力と前記検出された温度に基づい
て、前記乗員の重量を推定する制御手段(50)とを備
えることを特徴とする乗員の重量推定装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の乗員の重量推定装置に
おいて、 前記圧力センサ(26)は、前記流体圧力と大気圧との
間の圧力差を検出できるように形成されていることを特
徴とする乗員の重量推定装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の乗員の重量推定装置に
おいて、 前記圧力センサ(26)は、前記流体の絶対圧力を検出
できるように形成されており、 前記制御手段(50)は、前記大気圧を検出するための
絶対圧力センサ(52)を備えており、 前記乗員の重量は、前記検出された流体圧力と前記検出
された大気圧との間の差に基づいて、推定されることを
特徴とする乗員の重量推定装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載の乗員の重量推定装置に
おいて、 前記圧力センサ(26)は、前記流体の重心において前
記流体圧力を検出できるように形成されていることを特
徴とする乗員の重量推定装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の乗員の重量推定装置に
おいて、 管(66)を備えており、 前記管(66)は、前記流体の重心に位置決めされた入
口と、前記圧力センサ(26)に連結された出口とを備
えており、 前記嚢体(20)は、前記入口と前記出口との間の前記
管(66)の周囲で密封されていることを特徴とする乗
員の重量推定装置。 - 【請求項6】 請求項1に記載の乗員の重量推定装置に
おいて、 前記温度センサ(30)は、前記圧力センサ(26)と
一体になっていることを特徴とする乗員の重量推定装
置。 - 【請求項7】 請求項1に記載の乗員の重量推定装置に
おいて、 前記制御手段(50)は、入力信号(54)をエアーバ
ッグ展開システムに供給しており、 前記入力信号(54)は、前記推定された乗員の重量に
基づいて、エアーバッグの展開を禁止すべきかあるいは
許容すべきか否かを示していることを特徴とする乗員の
重量推定装置。 - 【請求項8】 請求項1に記載の乗員の重量推定装置に
おいて、 前記制御手段(50)は、ステータス信号をエアーバッ
グ展開システムに供給しており、 前記制御手段(50)は、 前記圧力センサ(26)の出力をサンプリングし、前記
温度センサ(30)の出力に基づいた温度に関して前記
サンプリングされた圧力センサの出力を補償し、前記温
度補償された圧力センサの出力を、乗員のしきい値重量
に対応するしきい値信号と比較する手段(88)と;前
記比較手段が、前記推定された乗員の重量が前記乗員の
しきい値重量よりも小さいと示しているときに、前記ス
テータス信号を、エアーバッグの展開を禁止する値に設
定し、また、前記比較手段が、前記推定された乗員の重
量が前記乗員のしきい値重量よりも大きいと示している
ときに、前記ステータス信号を、エアーバッグの展開を
許容する値に設定する手段(88)と;を備えているこ
とを特徴とする乗員の重量推定装置。
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