DE19925877A1

DE19925877A1 - Sitzgewichtsmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE19925877A1
Application number: DE19925877A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Aoki; Shingenori Maruyama
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-01-20
Also published as: EP0962362B1; DE69919447D1; EP0962362A2; GB9913190D0; GB2340252A; DE69919447T2; US6323443B1; EP0962362A3; JPH11351952A; JP3683712B2

Abstract

Es ist eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung vorgesehen, die die Sicherheit gegenüber einer unnormalen auf den Sitz wirkenden Kraft verbessern kann. Eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung (5) umfaßt Sitzverbindungsmechanismen (17), die zwischen Sitzbefestigungsabschnitten (19) eines Fahrzeuges und einem Sitz (3) angeordnet sind, und Lastsensoren (13), die das Sitzgewicht detektieren, das auf die Mechanismen belastet ist. Sie umfaßt ferner Versetzungsbegrenzungsmechanismen (25), welche die Versetzung des Sitzes (3) relativ zu den Sitzbefestigungsabschnitten (19) begrenzen. Wenn die Lastsensoren eine Kraft aufnehmen, die ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, wird die Überschußlast anstatt von den Lastsensoren von den Versetzungsbegrenzungsmechanismen getragen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Ge wichtes eines Fahrzeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Passagiers und betrifft insbesondere eine Sitzgewichtsmeßvor richtung, die die Sicherheit gegenüber einer unnormalen auf den Sitz wir kenden Kraft erhöhen oder eine Festigkeitsanforderung für Lastsensoren mildern kann. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Sitzgewichts meßvorrichtung, die darin Vorteile aufweist, daß die Abmessungsgenauig keitsanforderungen für Komponententeile oder Befestigungsabschnitte der Vorrichtung ungefähr dem gegenwärtigen Niveau für andere Teile um den Sitz herum entsprechen, oder darin, daß die Gesamtdicke der Vorrichtung vermindert werden kann.

Beschreibung von damit in Verbindung stehender Technik

Automobile sind mit Sicherheitsgurten und Luftsäcken ausgerüstet, um die Sicherheit für Passagiere sicherzustellen. In den letzten Jahren hat sich ein Trend zur Steuerung des Betriebs derartiger Sicherheitsvorrich tungen nach dem Gewicht eines Passagiers für eine verbesserte Lei stungsfähigkeit von Sicherheitsgurten und Luftsäcken herausgestellt. Bei spielsweise kann die in den Luftsack einzuführende Gasmenge, die Luft sackaufblasgeschwindigkeit oder eine Vorspannung des Sicherheitsgurtes nach dem Gewicht eines Passagiers eingestellt sein. Zu diesem Zweck sind einige Vorrichtungen zur Messung des Gewichtes eines auf dem Sitz sit zenden Passagiers erforderlich. Ein Beispiel einer derartigen Einrichtung umfaßt einen Vorschlag (japanische Patentanmeldung Nr. 9-156666, die durch den Anmelder dieser Erfindung eingereicht wurde), der die Anord nung von Lastsensoren (Lastzellen) an vier Ecken des Sitzes unter den Sitzschienen und Summieren der auf die Lastzellen wirkenden vertikalen Lasten betrifft, um das Sitzgewicht einschließlich des Gewichtes des Pas sagiers messen zu können.

Die Lastsensoren der oben beschriebenen Sitzgewichtsmeßvorrichtung sind vorzugsweise physikalisch klein mit einer Meßkapazität von bis zu 50 kg. Derartige Lastsensoren können umfassen: Sensoren mit einer Deh nungsmeßeinrichtung, die an einer Sensorplatte befestigt oder auf dieser ausgebildet sind, die sich bei Belastung biegt; Sensoren vom piezoelektri schen Typ; und Sensoren vom Kapazitätstyp, die Versetzungen eines ela stischen Elementes detektieren, das sich bei Belastung biegt.

Die Auslenkungshübe der oben beschriebenen Lastsensoren sind jedoch sehr klein und für ein normales Funktionieren des Sensors ist eine sehr hohe Abmessungsgenauigkeit der Elemente um den Sensor herum erfor derlich. Zusätzlich ist während des Aufbaus besondere Vorsicht geboten, um zu verhindern, daß ein Sensor eine unausgeglichene Versetzung er fährt.

Vom Standpunkt der Festigkeit ist es erforderlich, daß Befestigungs strukturen zwischen Sitzverbindungsmechanismen und Sitzbefestigungs abschnitten eine Bruchlast von 2300 kgf an einem Sicherheitsgurtan kerabschnitt aufweisen. Wenn es erforderlich ist, daß der Lastsensor selbst diese Bruchlast aufweisen muß, muß die Starrheit und Festigkeit das Sensors sehr hoch sein, was diesen äußerst teuer macht. Zusätzlich kann der oben beschriebene Auslenkungshub noch kleiner werden. Ferner kann die Größe des Sensors zu groß werden, um zwischen den Sitzverbin dungsmechanismen und den Sitzbefestigungsabschnitten (Sitzträgern des Chassis) angebracht werden zu können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die angesichts der oben be schriebenen Probleme ausgeführt ist, besteht darin, eine Vorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahrzeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Passagiers zu schaffen, die die Vorteile aufweist, daß die Abmessungsgenauigkeitsanforderungen für Komponententeile oder Befestigungsabschnitte vermindert sind oder die gesamte Dicke der Vorrichtung verringert ist. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfin dung ist es, eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung zu schaffen, die die Verar beitungskosten und Aufbaukosten vermindern kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, die Sicherheit gegenüber einer unnormalen auf den Sitz wirkenden Kraft zu erhöhen. Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung zu schaf fen, die Gewichtsmessungen mit einer höheren Genauigkeit ausführen kann.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die schematisch den Gesamtaufbau einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2(A) und 2(B) zeigen den Aufbau einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung ge mäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 2(A) eine allgemeine Seitenansicht im Schnitt und Fig. 2(B) eine Draufsicht einer Sensorplatte ist.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Sitzgewichtsmeßvor richtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfin dung.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die den Aufbau einer Sitz gewichtsmeßvorrichtung gemäß einer weiteren Ausfüh rungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 5(A) und 5(B) zeigen ein Konstruktionsbeispiel einer Sitzgewichtsmeß vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Er findung, wobei Fig. 5(A) eine Draufsicht einer Sensorplatte und Fig. 5(B) ein Schaltungsdiagramm einer Dehnungs meßeinrichtungsschaltung ist.

Fig. 6(A) und 6(B) zeigen den Aufbau einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung ge mäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er findung, wobei Fig. 6(A) eine allgemeine Seitenansicht im Schnitt und Fig. 6(B) eine Draufsicht einer Plattenfeder ist.

Fig. 7(A) und 7(B) zeigen den Aufbau einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung ge mäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er findung, wobei Fig. 7(A) eine allgemeine Seitenansicht im Schnitt und Fig. 7(B) eine Draufsicht ist, die eine Sensor platte und eine Plattenfeder zeigt.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die ein alternatives Bei spiel der Sitzgewichtsmeßvorrichtung von Fig. 7 zeigt.

Fig. 9(A) und 9(B) zeigen eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer wei teren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit ei ner Auslegerkonstruktion, wobei Fig. 9(A) eine Seitenan sicht im Schnitt und Fig. 9(B) eine Draufsicht einer Plat tenfeder ist.

Fig. 10 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die ein alternatives Bei spiel der Ausführungsform von Fig. 9 zeigt.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die ein weiteres alternati ves Beispiel der Sitzgewichtsmeßvorrichtung vom Ausle gertyp zeigt.

Fig. 12(A) und 12(B) zeigen ein Beispiel einer Abwandlung der Sensorplatte, wobei Fig. 12(A) eine Draufsicht einer Sensorplatte und Fig. 12(B) ein Schaltungsdiagramm der Dehnungsmeßeinrich tungen ist.

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen abgewan delten Beispiels der Sensorplatte.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- FORMEN

Um die oben beschriebenen Probleme lösen zu können, sieht die vorlie gende Erfindung eine Vorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahr zeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Passagiers vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie umfaßt: Sitzverbindungsme chanismen, die zwischen dem Sitz und Sitzbefestigungsabschnitten eines Fahrzeuges angeordnet sind, Lastsensoren, die das auf die Sitzverbin dungsmechanismen belastete Sitzgewicht erfassen, und Versetzungsbe grenzungsmechanismen zur Begrenzung der Versetzung des Sitzes relativ zu den Sitzbefestigungsabschnitten in einem vorbestimmten Bereich, die durch die Auslenkungen der Sitzverbindungsmechanismen und/oder Lastsensoren bewirkt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung begrenzen die Versetzungsbegrenzungs mechanismen, die zwischen dem Sitz und den Sitzbefestigungsabschnit ten angeordnet sind, die relative Versetzung zwischen diesen in einem be stimmten Bereich, so daß, wenn eine Kraft, die ein vorbestimmtes Niveau überschreitet (beispielsweise einen Meßbereich überschreitet), auf die Lastsensoren wirkt, die Überschußlast nicht durch die Lastsensoren son dern durch die Versetzungsbegrenzungsmechanismen (Lastbegrenzungsmechanismen) gehalten wird. Auf diese Weise ist die Si cherheit gegenüber einer unnormalen auf die Lastsensoren wirkenden Kraft erhöht, während die Festigkeitsanforderung für die Lastsensoren vermindert sein kann.

Daneben besteht die Aufgabe der in dieser Beschreibung als Sitzge wichtsmeßvorrichtung beschriebenen Vorrichtung grundsätzlich darin, das Gewicht eines Passagiers auf dem Sitz zu messen. Daher ist eine Ein richtung, die nur das Gewicht eines Passagiers durch Abziehen des Ge wichtes des Sitzes selbst mißt, in der in dieser Beschreibung als Sitzge wichtsmeßvorrichtung bezeichneten Vorrichtung eingeschlossen.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, daß die Auslenkungs hübe der Sitzverbindungsmechanismen und/oder der Lastsensoren ent sprechend der Laständerung in dem Meßbereich oder dem Lastbereich der Lastsensoren bei 0,5 - 8 mm eingestellt sind. Mit anderen Worten beträgt der Bereich der Versetzung, der durch die Versetzungsbegrenzungsme chanismen zugelassen wird, vorzugsweise ± 0,25 - 4 mm in bezug auf ei nen Normalzustand.

Mit diesem Bereich des Versetzungshubes beeinträchtigt das gegenwärtige Niveau der Abmessungsgenauigkeit der Sitzverbindungsmechanismen und Sitzträger den Einbau der Sitzgewichtsmeßvorrichtung zwischen den Sitz und die Sitzbefestigungsabschnitte nicht. Von diesem Gesichtspunkt aus ist es vorzuziehen, daß der Auslenkungshub größer als 1 mm (± 0,5 mm) ist.

Als eine Einrichtung, um den oben beschriebenen Auslenkungshub er halten zu können, können Auslenkungselemente in die Sitzverbindungs mechanismen eingebaut werden. Durch die Wirkung der in die Sitzverbin dungsmechanismen eingebauten Auslenkungselemente können die Aus lenkungshübe der Sitzverbindungsmechanismen innerhalb des Meßberei ches verstärkt werden. Als ein Ergebnis können die Anforderungen an die Abmessungsgenauigkeit oder Befestigungsgenauigkeit der den Sitzverbin dungsmechanismus oder die Versetzungsbegrenzungsmechanismen bil denden Elemente vermindert werden.

Die Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahrzeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Pas sagiers, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: Sitzverbindungsmecha nismen, die an vier Ecken des Sitzes zwischen den Sitzbefestigungsab schnitten und den Sitzschienen angeordnet sind, Lastsensoren, die das auf jeweilige Sitzverbindungsmechanismen belastete Sitzgewicht erfassen, und Versetzungsbegrenzungsmechanismen, die die Versetzung der Sitz verbindungsmechanismen relativ zu den Sitzbefestigungsabschnitten in einem bestimmten Bereich begrenzen.

In dem Fall, daß Ankerabschnitte, die Anker eines Sicherheitsgurtes (Schnallen) befestigen, mit den Sitzschienen oder dem Sitz verbunden sind, können die Versetzungsbegrenzungsmechanismen nur an Stellen nahe den Ankerabschnitten vorgesehen sein. Alternativ dazu können die Versetzungsbegrenzungsmechanismen an mehreren Stellen vorgesehen sein, einschließlich denjenigen nahe den Ankerabschnitten, und nur die Versetzungsbegrenzungsmechanismen nahe den Ankerabschnitten kön nen robust genug ausgebildet sein, damit sie der Zugkraft des Sicher heitsgurtes von etwa 2300 kg widerstehen können.

Das heißt, für Stellen mit vergleichsweise niedrigen Bruchlasten wird eine Vollast von den Lastsensoren getragen und die Auslenkungsbegren zungsmechanismen sind nur an den Stellen mit den höchsten Bruchla sten befestigt. Alternativ dazu können die Auslenkungsbegrenzungsme chanismen an den Ankerabschnitten besonders robust gefertigt sein. Auf diese Weise kann das Gesamtgewicht der Sitzgewichtsmeßvorrichtung vermindert werden.

Eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Lastsensoren, die das Sitzgewicht erfassen, das aufjeweilige Sitzverbin dungsmechanismen belastet wird, mit einem Dehnungserfassungselement versehen ist, das mehrere Dehnungsmeßeinrichtungen aufweist, die symmetrisch relativ zu der Zentralachse des Elementes angeordnet sind, wobei eine Brückenschaltung, die aus den Dehnungsmeßeinrichtungen besteht, so aufgebaut ist, daß sie nicht die Verdrehverformung um die Zentralachse des Elementes ausgibt.

Weiter ist sie dadurch gekennzeichnet, daß Schlitze an Seiten des Be reichs ausgebildet sind, an dem die Dehnungsmeßeinrichtungen befestigt sind.

Mit diesen Konstruktionen können Gewichtsmessungen mit hoher Ge nauigkeit und Linearität erreicht werden.

Es folgt nun eine Erklärung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die schematisch den Gesamtaufbau einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

In dieser Beschreibung beziehen sich die Worte vorn, hinten, links und rechts auf eine vordere, hintere, linke bzw. rechte Seite, wie sie durch ei nen Passagier (1) gesehen wird.

In der Figur sind ein Sitz (3), ein Passagier (1) auf dem Sitz und eine Sitz gewichtsmeßvorrichtung (5), die unterhalb des Sitzes angebracht ist, ge zeigt. Der Sitz (3) umfaßt ein Sitzpolster (3a), auf dem der Passagier (1) sitzt, und eine Sitzlehne (3b), um den Rücken des Passagiers abzustützen. Sitzeinstelleinrichtungen (10) ragen von dem unteren Teil des Sitzpolsters (3a) an vier Stellen, vorn und hinten auf beiden Seiten, vor. Während nur zwei Einstelleinrichtungen (10), vorn und hinten auf der linken Seite, in der Figur gezeigt sind, sind die Einstelleinrichtungen (10) der rechten Seite auf der abgewandten Seite versteckt. Diese Veranschaulichung gilt auch für andere unten beschriebene Abschnitte. Die Sitzeinstelleinrich tungen (10) sind Abschnitte des Sitzrahmens, die von dem Sitz (3) vorra gen, wobei sie entlang der Sitzschienen (11) in der Längsrichtung verscho ben werden können, wenn sie durch den Passagier (1) eingestellt werden.

Die Sitzschienen (11) sind Elemente, die sich in der Längsrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstrecken und einen eine Nut aufweisenden Quer schnitt (nicht gezeigt) besitzen, in dem die unteren Endabschnitte der Sit zeinstelleinrichtungen (10) verschoben werden können. Es sind zwei Sitzschienen (11) unterhalb des Sitzpolsters (3a) vorgesehen, wobei eine auf jeder seitlichen Seite angeordnet ist. Bei einem herkömmlichen Sitz ohne Sitzgewichtsmeßvorrichtung sind die Sitzschienen (11) durch Schrauben sicher an Sitzträgern eines Chassis einer Fahrzeugkarosserie befestigt. An einem rückwärtigen Teil der Sitzschienen (11) ist ein An kerabschnitt (12) zur Befestigung einer Schnalle (4) eines Sicherheitsgur tes (2) vorgesehen. Der Ankerabschnitt (12) ist mit einer Spannung eines Sicherheitsgurtes (2) belastet. Der Ankerabschnitt (12) besitzt eine Bruchlast von 2300 kgf, wobei der Fall einer Fahrzeugkollision berück sichtigt ist.

Unter der Sitzschiene (11) sind zwei Sitzgewichtsmeßvorrichtungen (5) vorgesehen, wobei eine an dem vorderen Abschnitt und eine an dem hin teren Abschnitt der Sitzschiene angeordnet ist. Es sei angemerkt, daß unter der Sitzschiene der rechten Seite auch zwei Sitzgewichtsmeßvor richtungen (5) vorgesehen sind, die nicht gezeigt sind. Somit sind die Sitz gewichtsmeßvorrichtungen (5) an vier Stellen, vorn und hinten auf beiden Seiten, unterhalb des Sitzes (3) vorgesehen.

Jede der Sitzmeßvorrichtungen (5) umfaßt einen Sitzverbindungsmecha nismus (17) und einen Versetzungsbegrenzungsmechanismus (25) und ist zwischen den Sitzschienen (11) und den Sitzbefestigungsabschnitten (19) angeordnet. Bei dieser Ausführungsform umfaßt jeder der Sitzverbin dungsmechanismen (17) einen Lastsensor (13) und ein Auslenkungsele ment (15), die in Serienverbindung verbunden sind. Der Lastsensor (13) ist ein Sensor vom Dehnungsmeßeinrichtungstyp oder Kapazitätstyp, der die Last detektiert, die durch den Sitzverbindungsmechanismus (17) auf genommen wird. Das Auslenkungselement (15) ist ein Element zur Ver stärkung der Versetzung (Bewegung) der Sitzschiene (11) bei Belastung durch das Passagiergewicht. Das Auslenkungselement (15) kann mit einer Feder, einem Gummi, einer Gasdämpfung oder dergleichen aufgebaut sein. Beispiele von spezifischen Konstruktionen des Sensors (13) und des Auslenkungselementes (15) werden später beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform umfaßt jeder der Versetzungsbegrenzungs mechanismen (25) eine Begrenzungsstange (21), die mit der unteren Flä che der Sitzschiene (11) verbunden ist, und einen Begrenzungsblock (23), der an dem Sitzbefestigungsabschnitt (19) ausgebildet ist. Der Durchmes ser eines Endabschnittes (21a) der Begrenzungsstange (21) ist in einer flanschartigen Konfiguration vergrößert. Der Begrenzungsblock (23) be sitzt eine innere Ausnehmung (23a) und einen sich nach innen erstrec kenden Flansch (23b), der an dem oberen Ende der Ausnehmung ausge bildet ist. Der Endabschnitt (21a) der Begrenzungsstange ist innerhalb der Ausnehmung (23a) des Begrenzungsblockes enthalten, wobei ein gewisser Spalt zu allen Längs- und Querflächen gehalten wird.

Wenn eine unnormale Last an die Sitzschienen (11) angelegt wird, wobei der Lastsensor (13) und das Auslenkungselement (15) über eine be stimmte Grenze verformt werden, stößt der Endabschnitt (21a) der Be grenzungsstange des Versetzungsbegrenzungsmechanismus (25) an eine Innenwand der Ausnehmung (23a) des Begrenzungsblockes an. Beispiels weise nimmt, wenn der Passagier (1), der sich während einer Fahrzeug kollision vorwärts bewegt, durch den Sicherheitsgurt (2) gehalten wird, der Sicherheitsgurt (2) eine Zugkraft auf, die durch die Trägheitskraft des Passagiers (1) bewirkt wird. Dabei wird die Begrenzungsstange (21) nach oben gezogen, aber die Bewegung wird gestoppt, wenn der Endabschnitt (21a) der Begrenzungsstange an die untere Fläche des Flansches (23b) des Begrenzungsblockes anstößt. Somit wird, wenn der Lastsensor eine Kraft aufnimmt, die einen vorbestimmten Wert überschreitet (beispielsweise ei nen Meßbereich überschreitet), die Überschußlast von dem Versetzungs begrenzungsmechanismus (Lastbegrenzungsmechanismus) anstatt von dem Lastsensor getragen. Als ein Ergebnis kann die Bruchlastanforderung für den Lastsensor (13) sehr klein sein, was eine kleinere Größe und eine Kostenverringerung des Lastsensors zur Folge hat.

Nachstehend wird die Beziehung zwischen dem Versetzungsbegrenzungs mechanismus (25) und dem Auslenkungselement (15) des Sitzverbin dungsmechanismus (17) beschrieben. Wenn das Auslenkungselement (15) nicht vorhanden ist (wenn ein starres Element verwendet wird) und eine Verformung des Lastsensors (13) über den Meßbereich in der Größenord nung von 0,1 mm liegt, wie vorher beschrieben wurde, sollte der Spalt zwischen dem Endabschnitt (21a) der Begrenzungsstange des Verset zungsbegrenzungsmechanismus (25) und der Ausnehmung (23a) des Be grenzungsblockes auch in der Größenordnung von 0,1 mm liegen, da es erforderlich ist, daß der Endabschnitt (21a) der Begrenzungsstange an die Innenfläche der Ausnehmung (23a) des Begrenzungsblockes anstößt, so bald die Last den Meßbereich überschreitet, so daß die Überschußlast durch den Versetzungsbegrenzungsmechanismus (25) getragen wird.

Das heißt, es ist erforderlich, daß der Versetzungsbegrenzungsmechanis mus eine Betriebsgenauigkeit in der Größenordnung von 0,1 mm entspre chend dem Hub des Lastsensors aufweisen muß, der seinerseits erfordert, daß die Abmessungsgenauigkeit der Teile und die Aufbaugenauigkeit in der Größenordnung von 0,01 mm liegen muß. Diese Anforderung kann mit der gegenwärtigen Abmessungsgenauigkeit der Teile um den Fahr zeugsitz herum nicht erfüllt werden, der hauptsächlich aus gepreßten Produkten besteht. Kurz gesagt erfordert der kleine Auslenkungshub des Lastsensors eine hohe Abmessungsgenauigkeit des Versetzungsbegren zungsmechanismus und derjenigen Elemente, die um diesen herum ver wendet werden. Um dieses Problem zu lösen, wird der Auslenkungshub dieser Ausführungsform des Sitzverbindungsmechanismus in dem Meßbe reich oder Lastbereich des Lastsensors durch die Wirkung des Auslen kungselementes des Sitzverbindungsmechanismus verstärkt. Als ein Er gebnis können die Abmessungsgenauigkeits- und Aufbaugenauigkeitsan forderungen für die Elemente, die den Sitzverbindungsmechanismus und den Versetzungsbegrenzungsmechanismus bilden, vermieden werden.

Nachstehend werden spezifische Beispiele des Sitzverbindungsmechanis mus und des Versetzungsbegrenzungsmechanismus beschrieben.

Die Fig. 2(A), 2(B) zeigen den Aufbau eines Lastsensors der Sitzgewichts meßvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 2(A) eine allgemeine Seitenansicht im Schnitt und Fig. 2(B) eine Draufsicht einer Sensorplatte ist.

In dem obersten Abschnitt von Fig. 2(A) ist eine Sitzschiene (11) gezeigt. Unter der Sitzschiene (11) sind eine obere Platte (51) des Sensorrahmens und ein Sensorrahmen (53) mittels Schrauben (52) befestigt. Die obere Platte (51) des Sensorrahmens ist eine robuste Platte mit einem Loch (51a) im Zentrum. Der Sensorrahmen (53) besitzt eine untertassenförmige Kon figuration mit einem ausgenommenen Zentralabschnitt. An dem oberen Außenumfang des Rahmens (53) ist ein Flansch (53a) ausgebildet, der an der oberen Platte (51) des Sensorrahmens mittels der Schrauben (52) be festigt ist, wie oben beschrieben ist. Die untere Platte (53b) des Sensor rahmens (53) ist mit einem Loch (53c) versehen, das an deren Zentrum ausgebildet ist.

Eine Sensorplatte (57), die in dieser Beschreibung als ein Detektions element bezeichnet ist, ist mittels von Schrauben (55) an der unteren Flä che der oberen Platte (51) des Sensorrahmens befestigt. Die Sensorplatte (57) ist aus rostfreiem Stahl gefertigt und ist eine rechtwinklige Platte mit einer Dicke von 3 mm, einer Breite von 20 mm und einer Länge von 80 mm. Wie in Fig. 2(B) gezeigt ist, ist die Sensorplatte (57) mit einem Zen tralwellenloch (57c), das in dem Zentralabschnitt gebildet ist, und mit Schraubenlöchern (57a) versehen, die in den beiden Seitenabschnitten ge bildet sind. An der oberen Fläche der Sensorplatte (57) sind Dehnungs meßeinrichtungen (57b) befestigt, wobei ein Paar von diesen an jedem Vorder- und Rückabschnitt der Platte (linke und rechte Abschnitte in Fig. 2(B)) befestigt ist. Diese Dehnungsmeßeinrichtungen (57b) dienen da durch der Messung der auf die Sensorplatte (57) wirkenden Last, daß die Dehnung der Platte (57) detektiert wird. Zusätzlich kann die Auslenkung der Sensorplatte (57) anstatt der Detektion der Dehnung der Sensorplatte (57) durch Dehnungsmeßeinrichtungen (57b) durch einen Sensor vom Kapazitätstyp oder ein Hall-Element, gefolgt durch eine Umwandlung der Auslenkung in die Dehnung detektiert werden.

In das Loch (57c), das an dem Zentrum der Sensorplatte (57) angeordnet ist, ist eine Zentralwelle (59) eingepaßt. Die Sensorplatte (57) und die Zentralwelle (59) sind mittels einer Mutter (59a) aneinander befestigt. In die Löcher (57a), die an beiden Seiten der Sensorplatte (57) angeordnet sind, sind Schrauben (55) aufwärts eingesetzt, wobei die Sensorplatte (57) an die obere Platte (51) des Sensorrahmens befestigt wird.

Die Zentralwelle (59) ist eine zylindrische Welle mit verschiedenen Stufen und Flanschen und umfaßt von seiner oberen Seite als Teile und Ab schnitte die obere Mutter (59a), einen Flansch (59b), einen in den Sensor rahmen eindringenden Abschnitt (59c), einen im Durchmesser kleinen Abschnitt (59d) und eine untere Mutter (59e).

Die obere Mutter (59a) befestigt die Sensorplatte (57), wie oben beschrie ben ist. Die Mutter (59a) tritt in das Zentralloch (51a) der oberen Platte (51) des Sensorrahmens ein. Im Nennzustand betragen die Spalte zwi schen der Mutter (59a) und dem Loch (51a) beispielsweise 0,25 mm in der Längsrichtung und 0,5 mm in der Radialrichtung. Wenn die Sitzschiene (11) eine große Kraft aufnimmt und Teile, einschließlich der Platte (57), in gewissem Ausmaß verformt werden, stößt die Mutter (59a) an die Innen fläche des Loches (51a) an. An diesem Punkt wird die weitere Verformung der Sensorplatte (57) gestoppt. Das heißt, die Mutter (59a) an der Zentral welle und das Zentralloch (51a) des oberen Rahmens des Sensors bilden den Versetzungsbegrenzungsmechanismus der vorliegenden Erfindung.

Der Außendurchmesser des Flansches (59b) der Zentralwelle (59) ist grö ßer, als der Durchmesser des Zentralloches (53c) des Sensorrahmens (53), wobei die untere Fläche des Flansches (59b) der oberen Fläche der unte ren Platte (55b) des Sensorrahmens mit einem Spalt von 0,25 mm in dem Nennzustand gegenüberliegt. Wenn die Sitzschiene (11) eine aufwärts wir kende Kraft aufnimmt und die Verformung der Sensorplatte (57) fort schreitet, wird der Sensorrahmen (53) angehoben und die zentrale obere Fläche (53d) der unteren Platte (53b) des Rahmens stößt an die Bodenflä che des Zentralwellenflansches (59b) an. Währenddessen besteht im Nennzustand ein Spalt von 0,7 mm zwischen dem Außenumfang des in den Sensorrahmen eindringenden Abschnittes (59c) der Zentralwelle (59) und dem Innenumfang des Zentralloches (53c) des Sensorrahmens. Dieser Abschnitt bildet auch den Versetzungsbegrenzungsmechanismus der vor liegenden Erfindung.

Der im Durchmesser kleine Abschnitt (59d) der Zentralwelle (59) erstreckt sich abwärts, wobei sich der Durchmesser stufenweise vermindert. Die Mutter (59e) ist an das Ende des im Durchmesser kleinen Abschnittes (59d) aufgesetzt. An dem Außenumfang des im Durchmesser kleinen Ab schnittes (59d) sind von seiner oberen Seite eine Beilagscheibe (61), eine Gummibeilagscheibe (63), eine Sensorbasis (65), eine andere Gummibei lagscheibe (63) und eine andere Beilagscheibe (61) eingefügt. Die Beilag scheiben (61) sind aus Metall gefertigt. Die Gummibeilagscheiben (63) werden bei einer Laständerung von ungefähr 50 kgf in der Vertikalrich tung in der Summe von zwei Lagen, der oberen und der unteren, um un gefähr 0,5 mm gedehnt und zusammengedrückt. Die Gummibeilagschei ben (63) dienen dazu, Abmessungsunterschiede und Dehnung zwischen der Sitzschiene (11) und dem Sitzverbindungsabschnitt (einem Sitzträger (67)) zu absorbieren. Die Sensorbasis (65) ist eine Metallplatte und umfaßt ein unterstes Element der Sitzgewichtsmeßvorrichtung dieser Ausfüh rungsform. Die oberen und unteren Beilagscheiben (61), die oberen und unteren Gummibeilagscheiben (63) und die Sensorbasis (65) werden zwi schen der unteren Stufe des in den Sensorrahmen eindringenden Ab schnittes (59c) der Zentralwelle (59) und der unteren Mutter (59e) gehal ten.

Das Ende (65b) der Sensorbasis (65) ist an dem Sitzträger und dem Sitz rahmen (67) mittels einer Schraube befestigt, die nicht gezeigt ist. Der Sitzträger (67) ragt von dem Chassis vor.

Die allgemeine Wirkung der Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß der Aus führungsform von Fig. 2 wird zusammengefaßt.

Das Gewicht eines Sitzes und eines Passagiers, der die Sitzschiene (11) belastet, wird normalerweise über die Sensorplatte (57) an die Zentralwelle (59), die Gummibeilagscheiben (63), die Sensorbasis (65) und den Sitzträ ger (67) übertragen. Dabei veranlaßt die Sensorplatte (57) eine Auslen kung grob proportional zu der Last, die durch die Dehnungsmeßeinrich tungen (57b) detektiert wird, um die auf die Sensorplatte (57) in der Verti kalrichtung wirkende Last zu messen. Das Gewicht des Passagiers wird dadurch erhalten, daß die Last, die durch jeden der Lastsensoren, vorn und hinten auf beiden Seiten, gemessen wird, summiert wird und die be kannten Gewichte des Sitzes, der Sitzschiene und dergleichen von der Summe subtrahiert werden.

Unterdessen stößt, wenn eine unnormale Kraft, die den Meßbereich oder die Lastgrenze des Lastsensors überschreitet, auf die Sitzschiene (11) wirkt, die Zentralwellenmutter (59a) an die Innenfläche des Zentralloches (51a) an, oder andernfalls stößt der Zentralwellenflansch (59b) oder der in den Sensorrahmen eindringende Abschnitt (59c) an die untere Platte (53b) des Sensorrahmens an. Diese Wirkung des Versetzungsbegrenzungsme chanismus verhindert, daß die Sensorplatte (57) eine übermäßige Verfor mung erfährt, während die Sitzschiene (11) und der Sitzträger (67) sicher verbunden sind.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Fußgestell (71) an der unteren Fläche der Sitzschiene (11) befestigt. Eine Zentralwelle (72) ragt an dem unteren Zentralabschnitt des Fußgestells (71) nach unten vor und dringt in ein Zentralloch (77a) einer Sensorplatte (77) ein. An dem Umfang der Zentral welle (72) zwischen dem Fußgestell (71) und der Sensorplatte (77) sind ei ne Kegelfeder (73) und eine Beilagscheibe (75) eingefügt. An dem Umfang der Zentralwelle (72) unter der Sensorplatte (77) sind eine Beilagscheibe (75), eine Kegelfeder (73) und eine Halterung (79) in dieser Reihenfolge eingefügt. Die untere Fläche der Halterung (79) wird durch eine Mutter (80) gehalten, die mit einem Gewinde (72a) der Zentralwelle in Eingriff steht.

Die Kegelfeder (73) umfaßt das Element, das in dieser Beschreibung als Auslenkungselement bezeichnet ist, und läßt eine Bewegungsspanne zwi schen der Sitzschiene (11) und dem Sitzträger (67) zu. Beispielsweise ist, wenn die Sensorplatte (77) eine Laständerung von 50 kg aufnimmt, die Auslenkung der Sensorplatte in der Vertikalrichtung 0,5 mm und die Auslenkung der beiden Kegelfedern (73) in der Vertikalrichtung beträgt ± 0,5 mm. Somit erreicht die Versetzung der Sitzschiene (11) relativ zu dem Sitzträger (67) ± 1,5 mm. Die maximale Meßlast für jeden Lastsensor be trägt vorzugsweise ungefähr 150 kg und die effektive Meßlast beträgt vor zugsweise ungefähr 100 kg.

Beide Seitenabschnitte der Sensorplatte (77) sind an der Sensorbasis (81) unter Verwendung von Schrauben (78) befestigt. Wie oben beschrieben ist, ist der Zentralabschnitt der Sensorplatte (77) mit dem Fußgestell (71) und der Zentralwelle (72) über die Kegelfedern (73) verbunden.

Die Sensorbasis (81) ist ein Element, das sich im wesentlichen parallel zu der Sitzschiene (11) erstreckt. Wie oben beschrieben ist, ist die Sensor platte (77) an der Sensorbasis (81) befestigt. Die Enden der Sensorbasis (81) sind an dem Sitzträger (67) befestigt. Die Sensorbasis (81) ist mit ei nem Loch (81a) versehen, das darin zur Aufnahme des oberen Abschnittes (79a) der Halterung (79) ausgebildet ist.

Bei der Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird ein Spalt von 0,5 mm zwischen dem Außenumfang des oberen Abschnittes (79a) der Halterung (79) und dem Loch (81a) der Sensorbasis (81) gehal ten. Ähnlicherweise wird ein Spalt von 1,5 mm zwischen der oberen Flä che des Flansches (79b) der Halterung (79) und der unteren Fläche der Sensorbasis (81) gehalten. Zusätzlich ist der Außendurchmesser des Hal teflansches (79b) größer, als der Durchmesser des Sensorbasisloches (81a), und der Umfang des Flansches (79b) liegt der unteren Fläche der Sensorbasis (81) gegenüber. Wenn eine Kraft, die einen vorbestimmten Wert (100 kgf) überschreitet, auf die Sitzschiene (11) wirkt, werden die Sensorplatte (77) und die Kegelfedern (73) verformt und der obere Ab schnitt (79a) des Flansches (79b) der Halterung (79) stößt an das Loch (81a) oder die untere Fläche der Sensorbasis (81) an. Auf diese Weise wird die Versetzung der Sitzschiene (11) relativ zu dem Sitzträger (67) begrenzt.

Zusätzlich kann der Aufbau der Sitzschiene (11) und der Sensorbasis (81) durch Vorkehrung des Versetzungsbegrenzungsmechanismus an der Sitzschiene (11) umgekehrt werden.

Die Merkmale dieser Ausführungsform werden wie folgt zusammengefaßt:

1. Die Kegelfedern (73) und die Sensorplatte (77) sind zwischen der Sitzschiene (11) und dem Sitzträger (67) in Serienverbindung verbunden, wodurch die Versetzung zwischen diesen, die durch die Laständerung zwi schen der Schiene und dem Träger bewirkt wird, vergleichsweise groß wird. Die Versetzung, die einer Laständerung von 50 kg entspricht, ist bei 0,5 mm eingestellt, beträgt vorzugsweise mehr als 1 mm und am bevor zugtesten ungefähr 2 mm. Auf diese Weise kann der Spalt des Verset zungsbegrenzungsmechanismus (der Spalt zwischen der Halterung (79) und der Sensorbasis (81)) erweitert werden, wodurch eine Sitzgewichts meßvorrichtung realisiert wird, die sogar mit Komponententeilen mit einer großen Abmessungstoleranz wirksam funktioniert. Zusätzlich kann sie leicht an dem Sitzträger (67) angebracht werden, der ein gepreßtes Pro dukt ist.
2. Der Lastsensor besteht hauptsächlich aus einem plattenartigen Deh nungsdetektionselement (einer Sensorplatte (77)) und das Auslenkungs element umfaßt die Kegelfedern (73), die in Serienverbindung mit der Sen sorplatte (77) verbunden sind. Es ist kein Rahmen oder Gehäuse vorgese hen, um die Sensorplatte (77) abzudecken. Zusätzlich ist der größte Teil des Versetzungsbegrenzungsmechanismus auf der Unterseite, d. h. an der Stelle unterhalb der Sensorbasis (81) befestigt. Demgemäß kann die Ge samtdicke der Sitzgewichtsmeßvorrichtung vermindert werden, wodurch die Anbringung zwischen der Sitzschiene und dem Sitzträger erleichtert wird.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die die Konstruktion einer Sitzge wichtsmeßvorrichtung gemäß einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Von der unteren Fläche einer Sitzschiene (11) ragen zwei Fußgestelle (91, 91') an der Vorderseite und der Rückseite vor. Die beiden Enden der Sen sorplatte (93) sind an dem Fußgestell (91, 91') mittels einer Schraube (95) oder dergleichen befestigt.

Eine Zentralwelle (97) dringt in ein Zentralloch (93a) einer Sensorplatte (93) ein. Die Zentralwelle (97) erstreckt sich weiter abwärts, um in ein Loch (103a) einer Sensorbasis (103) einzudringen.

Das obere Ende der Zentralwelle umfaßt einen Schraubenkopf (97a). An dem oberen Außenumfang der Zentralwelle (97) sind Beilagscheiben (99) eingefügt, die die Sensorplatte (93) dazwischen schichten. Ähnlicherweise sind an dem unteren Außenumfang der Zentralwelle (97) Kegelfedern (101) eingefügt, welche die Sensorbasis (103) dazwischen schichten. Das untere Ende der Zentralwelle (97) besitzt einen Gewindeabschnitt, mit dem eine Mutter (105) in Eingriff steht.

Eine Begrenzungsstange (107) ragt von dem unteren Ende des Fußgestel les (91) nach unten vor, an dem der rückwärtige Endabschnitt der Sen sorplatte (93) befestigt ist. Die Stange (107) erstreckt sich abwärts, wobei sie in ein Begrenzungsloch (103a) eindringt, das an der Sensorbasis (103) vorgesehen ist. An dem unteren Ende der Stange (107) ist ein Flansch (107a) ausgebildet. Die Längs- und Querversetzungen der Sitzschiene (11) und der Sensorbasis (103) sind durch das Angrenzen der Seitenfläche der Begrenzungsstange (107) an die Innenfläche des Begrenzungsloches (103a) begrenzt. Die aufwärtige Versetzung, bei der die Sitzschiene (11) angehoben wird, wird durch das Angrenzen der oberen Fläche des Begren zungsstangenflansches (107a) an die untere Fläche der Sensorbasis (103) begrenzt. Ähnlicherweise wird die Abwärtsversetzung der Sitzschiene (11) durch ein Angrenzen des Kopfes der Schraube (95) unter dem vorderen Fußgestell (91) an die obere Fläche der Sensorbasis (103) begrenzt.

Im folgenden wird das Merkmal der Ausführungsform von Fig. 4 erläutert.

Der Versetzungsbegrenzungsmechanismus (die Schraube (95), die Begren zungsstange (107), das Begrenzungsloch (103a)) wird von dem Zentrum der Last (dem Zentrum der Sensorplatte (93) und der Zentralwelle (97)) versetzt angeordnet. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Kon struktionsfreiheit vergrößert ist, mit der der Versetzungshub erhöht oder die Gesamtdicke vermindert sein kann. Ferner bewirkt, wenn eine hori zontale Kraft auf die Sensorplatte (93) in der Längs- oder Querrichtung wirkt, die Sensorplatte (93) eine Verdrehverformung, die in Längs- oder Querrichtung symmetrisch ist. Die durch die Verdrehverformung bewirkte Widerstandsänderung kann dadurch beseitigt werden, daß die Deh nungsmeßeinrichtungen in Längs- und Querrichtung symmetrisch relativ zu der Zentralachse der Sensorplatte (93) angeordnet werden. Als ein Er gebnis beeinflußt die horizontale auf die Sensorplatte (93) wirkende Kraft den Gesamtausgang der in einer Brückenschaltung aufgebauten Deh nungsmeßeinrichtung nicht, wobei das Gesamtsignal des Sensors nur die vertikale Last angibt.

Die Fig. 5(A) und 5(B) zeigen ein Konstruktionsbeispiel einer Sensorplatte einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der Fig. 5(A) eine Draufsicht einer Sensorplatte und Fig. 5(B) ein Schaltungsdiagramm einer Dehnungsmeßeinrichtungsschaltung ist. Die Sensorplatte (111) ist eine im wesentlichen rechtwinklige Platte mit abgerundeten Ecken. Bei dieser Ausführungsform ist sie aus rostfrei em Stahl gefertigt und besitzt eine Länge von 80 mm, eine Breite von 40 mm und eine Dicke von 3 mm.

An dem Zentralabschnitt der Sensorplatte (111) ist ein Zentralwellenloch (111c) mit einem Durchmesser von 10 mm vorgesehen. An beiden Endab schnitten der Sensorplatte (11) sind Schraubenlöcher (111a) mit einem Durchmesser von 8 mm vorgesehen. An den Abschnitten zwischen dem Zentralwellenloch (111c) und den beiden Schraubenlöchern (111a) sind Dehnungsmeßeinrichtungen (113) in Zweiern oder in Vierern befestigt. An beiden Seiten der Bereiche, in denen Dehnungsmeßeinrichtungen (113) befestigt sind, und des Zentralwellenloches (111c) sind Schlitze (111b) ne beneinander entlang der Längsrichtung der Sensorplatte (111) ausgebil det. Die Schlitze (111b) erstrecken sich parallel zu der Längsachse der Sensorplatte in dem Bereich, in dem die Dehnungsmeßeinrichtungen (113) befestigt sind, mit einem Intervall zwischen diesen von 3 mm. An dem Umfang des Zentralwellenloches (111c) bilden die Schlitze (111b) Bö gen mit einem Zentrum, das mit dem Loch übereinstimmt. Der Zweck die ser Schlitze besteht darin, die Verminderung der Linearität des Sensor ausganges zu verhindern, die durch die Spannkraft zwischen den Befesti gungsschrauben der Sensorplatte bewirkt wird und die durch die Sensor platte aufgenommene vertikale Last begleitet.

Die Dehnungsmeßeinrichtungen (113) sind in Längs- und Querrichtungen symmetrisch relativ zu dem Zentrum des Zentralwellenloches (111c) ange ordnet. Die vier Dehnungsmeßeinrichtungen auf jeder der Seiten sind in zwei Gruppen angeordnet, d. h. zwei Druckseitendehnungsmeßeinrich tungen R-, R- in Richtung des Zentralwellenloches (111c) (in Richtung des Zentrums) und zwei Spannungsseitendehnungsmeßeinrichtungen R+, R+ in Richtung des Schraubenloches (111a) (in Richtung des Endes). Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind die beiden Brückenschaltungen, von denen jede aus vier Dehnungsmeßeinrichtungen besteht, auf beiden Seiten in Parallel schaltung geschaltet. In der Figur geben die Bezugszeichen 1, 2, 3, 4 in Klammern Anschlüsse an. Dadurch, daß die Schaltung so aufgebaut ist, daß die Dehnungsmeßeinrichtungen in der oben beschriebenen Art und Weise angeordnet sind, wird die Verdrehverformung um das Zentralwel lenloch (111c) nicht von der Sensorschaltung ausgegeben.

Dadurch, daß die vier Dehnungsmeßeinrichtungen auf jeder Seite, wie in der Ausführungsform gezeigt ist, angeordnet sind, werden solche Effekte, wie beispielsweise verminderte Empfindlichkeitsänderung, erhalten, aber grundsätzlich ist die Anordnung von zwei Dehnungsmeßeinrichtungen auf jeder Seite ausreichend.

Um die Oberflächendehnung in dem Dehnungsmeßeinrichtungsbereich zu stabilisieren und die Empfindlichkeitsänderung zu vermindern, kann die Sensorplatte wie folgt aufgebaut sein.

Die Fig. 12(A) und 12(B) zeigen ein Beispiel einer Abwandlung der Sensor platte, wobei Fig. 12(A) eine Draufsicht einer Sensorplatte und Fig. 12(B) ein Schaltungsdiagramm der Dehnungsmeßeinrichtungen ist.

Bei diesem Beispiel sind bogenförmige Einschnürungen (111h) an beiden Seiten eines Dehnungsmeßeinrichtungsbereiches vorgesehen. Die Ein schnürungen (111h) dienen dazu, die Verformung der Sensorplatte zu lo kalisieren, wodurch die Oberflächendehnung des Dehnungsmeßeinrich tungsbereichs lokalisiert und die Empfindlichkeit stabilisiert wird. Die hier verwendete Sensorplatte (111') weist Abmessungen von 30 mm in der Breite und 80 mm in der Länge auf. Zusätzlich wird, wenn ein Ende der Sensorplatte (111') entfernt und der Zentralabschnitt befestigt ist, eine Sensorplattenkonstruktion vom Auslegertyp erhalten, bei der die Last an das andere Ende angelegt ist.

Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen abgewandelten Bei spiels.

Bei diesem Beispiel sind Dehnungsmeßeinrichtungen (113) auf beiden Seitenflächen (111j) einer Sensorplatte (111'') angeordnet. Bei dieser Figur ist nur die nahegelegene Seite sichtbar, die Dehnungsmeßeinrichtungen sind aber auch auf der entfernten Seite angeordnet. Die Sensorplatte (111'') dieses Beispiels ist mit Löchern (111k) an dem Zentrum der Berei che versehen, in denen die Dehnungsmeßeinrichtungen (113) befestigt sind. Die Wirkung der Löcher (111k) ist die gleiche, wie die der Ein schnürungen in Fig. 12. Die Abmessungen der Sensorplatte (111''), die bei diesem Beispiel verwendet ist, sind 5 mm in der Dicke, 20 mm in der Breite und 80 mm in der Länge.

Die Fig. 6(A) und 6(B) zeigen den Aufbau einer Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 6(A) eine allgemeine Seitenansicht im Schnitt und Fig. 6(B) eine Draufsicht einer Plattenfeder ist.

Bei dieser Ausführungsform tritt ein Kopf (125a) einer Zentralwelle (125) in ein Loch (11a) einer Sitzschiene (11) ein, so daß die Begrenzung der Bewegung in der Längs- oder Querrichtung zwischen den beiden stattfin den kann. Ferner wird eine Plattenfeder (130) als ein Auslenkungselement eines Sitzverbindungsmechanismus verwendet. Die Plattenfeder (130) ist, wie in Fig. 6(B) gezeigt ist, eine im wesentlichen längliche Platte (Material: SSC, Dicke: 2 mm, Länge: 150 mm, Breite: 30 mm). Die Plattenfeder (130) ist mit einem Zentralwellenloch (130c) an dem Zentralabschnitt und Schraubenlöchern (130a) an beiden Endabschnitten versehen. Die Schraubenlöcher (130) sind sogenannte freie Löcher mit Durchmessern, die größer als der Schraubendurchmesser sind, so daß Abmessungsfehler der Elemente absorbiert werden können. Das große ovale Loch (130b), das an beiden Seitenabschnitten der Plattenfeder (130) vorgesehen ist, besitzt den Zweck, um die Überlagerung einer Schraube (131), die die Sensor platte (123) befestigt, und einer Begrenzungsstange (133) zu verhindern. Es besitzt den zusätzlichen Zweck, die Plattenfeder zu schwächen, so daß die Plattenfeder ausreichend biegsam ist, sogar bei einem kleinen Dreh punktintervall (70 mm bei diesem Beispiel, die zwischen den Zentren der Schraubenlöcher (130a) genommen sind). Zusätzlich kann die Plattenfeder eine untertassenförmige Konfiguration aufweisen, um die Auslenkung zu erhöhen.

Bei der Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß der Ausführungsform von Fig. 6 erfolgt die Versetzungsbegrenzung zwischen der Sitzschiene (11) und dem Sitzträger (67) wie unten beschrieben. Die Versetzung in vertikaler Richtung wird durch Angrenzen der unteren Fläche des Kopfes der Schraube (131) an die obere Fläche der Sensorbasis (135) und Angrenzen der oberen Fläche des Flansches (133a) der Begrenzungstange (133) an die untere Fläche der Sensorbasis (135) begrenzt. Die Versetzungen in den Längs- und Querrichtungen werden durch Angrenzen des Außenumfang der Begrenzungsstange (133) und der Innenfläche des Loches (135a) der Sensorbasis (135) begrenzt.

Bei dieser Ausführungsform sind die Sensoren vorzugsweise in einer Kurzbrücke angeordnet. Die Kurzbrücke bedeutet hier eine Sensorplatte mit sehr geringer Auslenkung, die den Vorzug einer verminderten Größe und von verminderten Kosten aufweist. Um den Außenumfang der Zen tralwelle zwischen der Sensorplatte (123) und der Plattenfeder (130) ist eine Beilagscheibe (127) angeordnet. Durch Einstellung der Konfiguration (des Durchmessers) dieser Beilagscheibe kann die Empfindlichkeit des Sensors eingestellt werden.

Das andere Merkmal der Ausführungsform von Fig. 6 ist, daß die Genau igkeit des Sensors verbessert ist, da das Auslenkungselement eine asym metrische Beanspruchung absorbiert.

Die Fig. 7(A) und 7(B) zeigen die Konstruktion einer Sitzgewichtsmeßvor richtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, wobei Fig. 7(A) eine allgemeine Seitenansicht im Schnitt und Fig. 7(B) eine Draufsicht ist, die eine Sensorplatte und eine Plattenfeder zeigt.

Bei dieser Ausführungsform wird eine Sensorplatte (153) auf eine Platten feder (155) gelegt. Die Plattenfeder (155) ist eine Platte, die aus Federstahl mit einer Dicke von 2 mm, einer Breite von 60 mm und einer Länge von 80 mm gefertigt ist. Die Sensorplatte (153) ist eine Platte, die aus rostfrei em Federstahl mit einer Dicke von 0,5 mm, einer Breite von 20 mm und einer Länge von 80 mm gefertigt ist. Die Sensorplatte (153) und die Plat tenfeder (155) nehmen an dem Zentralabschnitt die Last der Sitzschiene (11) auf, die über ein Fußgestell (151) wirkt, und sind an beiden Endab schnitten durch Fußgestelle (160) gelagert, die an einer Sensorbasis (159) angeordnet sind. Demgemäß sind die Sensorplatte (153) und die Platten feder (155) in Parallelverbindung verbunden und tragen die Last anteilig. Die Sensorplatte und die Plattenfeder stehen in dem Teilungsverhältnis von ungefähr 1 : 9-1 : 19.

Die Plattenfeder (155) ist mit einem Paar von großen Erleichterungslö chern (155a) an beiden Seiten versehen. Die Dehnungsmeßeinrichtungen (154) sind an der oberen Fläche der Sensorplatte (153) an Stellen entspre chend den Rändern der Löcher (155a) befestigt. Diese Konstruktion besitzt den Vorteil, daß für eine kurze Spanne ein großer Auslenkungshub er halten werden kann.

Diese Ausführungsform stellt ein Beispiel dar, bei dem die Last zwischen dem Dehnungssensor und der Feder aufgeteilt wird, um sowohl die Fe stigkeit als auch den vertikalen Dehnungshub zu sichern. Allgemein ge sagt besitzt eine Sensorplatte, die einen Lastsensor mit einer guten Tem peraturcharakteristik bildet, einen von einer Plattenfeder verschiedenen Aufbau. Bei dieser Ausführungsform sichert die Plattenfeder einen Aus lenkungshub von über ± 1 mm für vertikale Last. Wenn die Beanspru chung auf den Dehnungsdetektionsbereich konzentriert ist, um die Emp findlichkeit des Lastsensors zu erhöhen, erfährt die Sensorplatte, die zu sammen mit dem Federmaterial verformt wird, aufgrund einer großen Auslenkung eine Verschlechterung. Dagegen ist die Sensorplatte mit ei nem dünnen Material aufgebaut, wodurch die Festigkeit und die Funktion aufgeteilt wird. Der Aufbau dieser Ausführungsform kann auch mit einer verminderten Dicke aufgebaut sein, wodurch die Anordnung unter der Sitzschiene möglich wird.

Bei der Ausführungsform von Fig. 7 ist der Versetzungsbegrenzungsme chanismus zwischen einer Begrenzungsstange (161), die unter dem Fuß gestell (151) der Sitzschiene angeordnet ist, und einem Sensorbasisloch (159a) ausgebildet.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die ein abgewandeltes Beispiel der Sitzgewichtsmeßvorrichtung von Fig. 7 zeigt. Bei dieser Ausführungsform sind beide Endabschnitte einer Sensorplatte (183) und einer Plattenfeder (185) an Fußgestellen (181) an der unteren Fläche der Sitzschiene (11) befestigt, und die Zentralabschnitte der Sensorplatte (183) und der Plat tenfeder (185) sind an einem Fußgestell (190) an einer Sensorbasis (191) befestigt. Ferner ragt eine Begrenzungsstange (193) von einem Endab schnitt der Sensorplatte (183) abwärts vor. Eine derartige Anordnung, bei der die Achsen der Begrenzungsstange (193) und der Sensorplatte (183) versetzt angeordnet sind, besitzt die Wirkung, daß die Versetzungsbegren zung an einer Stelle stattfindet, an der die Beanspruchung konzentrierter ist.

Die Fig. 9(A) und 9(B) zeigen eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Ausleger konstruktion, wobei Fig. 9(A) eine Seitenansicht im Schnitt und Fig. 9(B) eine Draufsicht einer Plattenfeder ist.

Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Plattenfeder (203) und eine Sen sorplatte (205) parallel angeordnet. Das linke Ende einer Federplatte (203) und einer Sensorplatte (205) sind an einer Sensorbasis (207) mittels einer Schraube (209) befestigt, wobei die Sensorbasis (207) diese in einer ausle gerartigen Weise trägt. Der rechte Endabschnitt der Federplatte (203) und der Sensorplatte (205) sind an einem Fußgestell (201) befestigt, das unter einer Sitzschiene (11) angeordnet ist. Ein Versetzungsbegrenzungsmecha nismus ist zwischen einer Begrenzungsstange (211) unter dem Fußgestell (201) und der Sensorbasis (207) ausgebildet.

Die Verwendung einer Auslegerkonstruktion, wie bei dieser Ausführungs form, zeigt die Wirkung, daß für eine kurze Spanne eine große Versetzung erhalten werden kann.

Fig. 10 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die ein abgewandeltes Beispiel der Ausführungsform von Fig. 9 zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Sensorplatte (227) unter einer Sensorbasis (225) angeordnet. Diese An ordnung zeigt die Wirkung, daß durch Erhöhung des Abstandes zwischen der Sensorplatte (227) und einer Plattenfeder (223) die Empfindlichkeit des Sensors stabilisiert wird, da eine Achse (231) parallel mit einer Achse (229) versetzt wird, wodurch der Gewichtsdetektionsfehler vermindert wird, wenn der Sitz in der Längsrichtung geneigt wird. Zusätzlich kann der Abstand zwischen einer Sitzschiene (11) und einem Sitzträger (67) weiter vermindert werden.

Ferner ragen bei der Ausführungsform von Fig. 10 zwei Stangen (231, 233) abwärts vor und dringen in die Sensorbasis (225) ein. Jede dieser Stangen kann für den Versetzungsbegrenzungsmechanismus verwendet werden.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht im Schnitt, die ein weiteres abgewandeltes Beispiel der Sitzgewichtsmeßvorrichtung vom Auslegertyp zeigt. Bei dieser Ausführungsform ragt ein Vorsprung (251) abwärts von einer Sitzschiene (11) vor, der in ein Loch (253a) eines Blockes (253) paßt, der an einer Sen sorbasis (255) vorgesehen ist. Dieser Vorsprung (251) und Block (253) bil den einen unabhängigen Versetzungsbegrenzungsmechanismus.

Eine Sensorplatte (261) ist mit ihrem linken Ende an einem Fußgestell (257) und mit ihrem rechten Ende an der Sensorbasis (255) befestigt.

Das weitere Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß sie auf eine solche Art und Weise aufgebaut werden kann, um die Neigung der Sitzschiene mit dem unabhängigen Versetzungsbegrenzungsmechanismus so zu be grenzen, daß nur eine vertikale Bewegung an den Sensor übertragen wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die oben beschriebenen Ausfüh rungsformen begrenzt, sondern es können verschiedene Modifikationen gemäß den Grundkonzepten gebildet werden, die in den Ansprüchen be ansprucht sind.

Wirkungen der Erfindung

Wie in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt ist, zeigt die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen.

Durch die Vorkehrung von Versetzungsbegrenzungsmechanismen, die die relative Versetzung zwischen dem Sitz und den Sitzschienen innerhalb ei nes bestimmten Bereiches begrenzen und die Überschußlast tragen, kann die Bruchlast der Lastsensoren vermindert und somit ein kostengünstiger Aufbau der Vorrichtung erreicht werden.

Durch Einstellen des Auslenkungshubes der Sitzverbindungsmechanis men und der Lastsensoren bei 0,5 - 8 mm, wobei die Auslenkung der La ständerung innerhalb des Meßbereiches oder Lastbereiches der Lastsen soren entspricht, kann die Sitzgewichtsmeßvorrichtung ohne Probleme eingebaut werden, sogar bei dem gegenwärtigen Abmessungsgenauig keitsniveau der Sitzschienen oder Sitzträger. Ferner kann durch Einbau von Auslenkungselementen in die Sitzverbindungsmechanismen der Aus lenkungshub der Sitzverbindungsmechanismen innerhalb des Meßberei ches der Lastsensoren verstärkt werden. Als ein Ergebnis kann die Ab messungsgenauigkeit und die Aufbaugenauigkeit der Elemente, die die Sitzverbindungsmechanismen und die Versetzungsbegrenzungsmecha nismen bilden, vermindert werden.

Ferner sieht die vorliegende Erfindung eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung vor, die die Vorteile einer verminderten Gesamtdicke der Vorrichtung und von verminderten Verarbeitungskosten und Aufbaukosten aufweist. Zu sätzlich sieht sie eine Sitzgewichtsmeßvorrichtung vor, die die Sicherheit gegenüber einer unnormalen auf den Sitz wirkenden Kraft verbessern kann. Zusätzlich kann eine Gewichtsmessung mit höhere Genauigkeit und höherer Linearität erreicht werden.

Bezugszeichenliste

1

Passagier

2

Sicherheitsgurt

3

Sitz

4

Schnalle

5

Sitzgewichtsmeßvorrichtung

7

Fahrzeugkarosserie (Chassis)

10

Sitzeinstelleinrichtung

11

Sitzschiene

12

Ankerabschnitt

13

Lastsensor

15

Auslenkungselement

17

Sitzverbindungsmechanismus

19

Sitzbefestigungsabschnitt (Sitzträger)

21

Begrenzungsstab

23

Begrenzungsblock

25

Versetzungsbegrenzungsmechanismus

51

obere Platte des Sensorrahmens

52

Schraube

53

Sensorrahmen

55

Schraube

57

Sensorplatte

59

Zentralwelle

61

Beilagscheibe

63

Gummibeilagscheibe

65

Sensorbasis

67

Sitzträger

71

Fußgestell

72

Zentralwelle

73

Kegelfeder

75

Beilagscheibe

77

Sensorplatte

79

Halterung

80

Mutter

81

Sensorbasis

91

Fußgestell

93

Sensorplatte

95

Schraube

97

Zentralwelle

99

Beilagscheibe

101

Kegelfeder

103

Sensorbasis

103

a Begrenzungsloch

105

Mutter

107

Begrenzungsstange

111

Sensorplatte

111

a Schraubenloch

111

b Schlitz

113

Dehnungsmeßeinrichtung

115

Anschluß

121

Fußgestell

123

Sensorplatte

125

Zentralwelle

127

Beilagscheibe

129

Mutter

130

Plattenfeder

131

Schraubenkopf

133

Begrenzungsstange

Claims

1. Sitzgewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahr zeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Pas sagiers mit:
Sitzverbindungsmechanismen, die zwischen Sitzbefestigungsab schnitten eines Fahrzeuges und einem Sitz angeordnet sind;
Lastsensoren zur Detektion des Sitzgewichtes, das auf die Sitz verbindungsmechanismen belastet ist; und
Versetzungsbegrenzungsmechanismen zur Begrenzung der Ver setzung des Sitzes relativ zu den Sitzbefestigungsabschnitten, die hauptsächlich durch die Auslenkungen der Sitzverbindungsmecha nismen und/oder Lastsensoren bewirkt wird, innerhalb eines vorbe stimmten Bereiches.

2. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auslen kungshübe der Sitzverbindungsmechanismen und/oder Lastsensoren entsprechend den Laständerungen innerhalb eines Meßbereiches oder eines Lasttragebereiches der Lastsensoren im Bereich von 0,5 bis 8 mm liegen.

3. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verset zungsbegrenzungsmechanismen eine Versetzung von ± 0,25 bis 8 mm in bezug auf einen Normalzustand tolerieren und einer Last von zu mindest 300 kg widerstehen.

4. Sitzgewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahr zeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Pas sagiers mit:
Sitzverbindungsmechanismen mit Auslenkungselementen, die zwischen Sitzbefestigungsabschnitten und einem Sitz eines Fahr zeugs angeordnet sind;
Lastsensoren zur Detektion des Sitzgewichtes, das auf die Sitz verbindungsmechanismen belastet ist; und
Versetzungsbegrenzungsmechanismen zur Begrenzung der Ver setzung des Sitzes relativ zu den Sitzbefestigungsabschnitten, die hauptsächlich durch die Auslenkungen der Auslenkungselemente bewirkt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches.

5. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Lastsenso ren mit Detektionselementen versehen sind; und
die Auslenkungselemente Elemente mit Federcharakteristik sind, wie beispielsweise eine Kegelfeder oder eine Plattenfeder, die in Seri enverbindung mit den Lastsensoren verbunden sind.

6. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 4, wobei
die Lastsensoren mit Detektionselementen versehen sind; und
die Auslenkungselemente auch als Detektionselemente der Last sensoren dienen, oder Elemente mit Federcharakteristik sind, wie beispielsweise eine Kegelfeder oder eine Plattenfeder, die in Parallel verbindung mit den Lastsensoren verbunden sind.

7. Sitzgewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahr zeugsitzes einschließlich des Gewichts eines darauf sitzenden Passa giers mit:
Sitzverbindungsmechanismen, die an vier Ecken des Sitzes zwi schen Sitzverbindungsmechanismen und Sitzschienen angeordnet sind;
Lastsensoren zur Detektion des Sitzgewichtes, das auf die Sitz verbindungsmechanismen belastet ist; und
Versetzungsbegrenzungsmechanismen zur Begrenzung der Ver setzung der Sitzschienen relativ zu den Sitzverbindungsmechanismen in einem vorbestimmten Bereich.

8. Sitzgewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahr zeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Pas sagiers mit:
Sitzverbindungsmechanismen mit Auslenkungselementen, die an vier Ecken des Sitzes zwischen Sitzverbindungsmechanismen und Sitzschienen angeordnet sind;
Lastsensoren zur Detektion des Sitzgewichtes, das auf die Sitz verbindungsmechanismen belastet ist; und
Versetzungsbegrenzungsmechanismen zur Begrenzung der Ver setzungen der Sitzschienen relativ zu den Sitzverbindungsmechanis men, die hauptsächlich durch Auslenkungen der Auslenkungsele mente und/oder Lastsensoren bewirkt wird, in einem vorbestimmten Bereich.

9. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei
Ankerabschnitte, die Anker eines Sicherheitsgurtes (Schnallen) befestigen, mit den Sitzschienen verbunden sind; und
die Versetzungsbegrenzungsmechanismen nur in der Nähe der Ankerabschnitte vorgesehen sind.

10. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei
Ankerabschnitte, die Anker eines Sicherheitsgurtes (Schnallen) befestigen, mit den Sitzschienen verbunden sind; und
die Versetzungsbegrenzungsmechanismen an mehreren Stellen einschließlich in der Nähe der Ankerabschnitte vorgesehen sind, wo bei die Versetzungsbegrenzungsmechanismen in der Nähe der An kerabschnitte starre Elemente sind, die einer Last von ungefähr 2300 kgf widerstehen können.

11. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wo bei die Versetzungsbegrenzungsmechanismen an Stellen vorgesehen sind, die von den Lastachsen der Sitzverbindungsmechanismen ver setzt sind.

12. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wo bei die Versetzungsbegrenzungsmechanismen Bewegungen in Verti kal-, Längs- und Querrichtungen begrenzen.

13. Sitzgewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahr zeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Pas sagiers mit:
Sitzverbindungsmechanismen, die zwischen Sitzbefestigungsab schnitten eines Fahrzeuges und einem Sitz angeordnet sind; und
Lastsensoren zur Detektion des Sitzgewichtes, das auf die Sitz verbindungsmechanismen belastet ist; wobei
jeder Lastsensor mit einem Dehnungsdetektionselement versehen ist, das mehrere Dehnungsmeßeinrichtungen aufweist;
die Dehnungsmeßeinrichtungen symmetrisch relativ zu einer Zentralachse des Elementes angeordnet sind; und
der Lastsensor auf eine derartige Art und Weise aufgebaut ist, daß eine Verdrehverformung um die Zentralachse des Elementes nicht ausgegeben wird.

14. Sitzgewichtsmeßvorrichtung zur Messung des Gewichtes eines Fahr zeugsitzes einschließlich des Gewichtes eines darauf sitzenden Pas sagiers mit:
Sitzverbindungsmechanismen, die zwischen Sitzbefestigungsab schnitten eines Fahrzeuges und einem Sitz angeordnet sind; und
Lastsensoren zur Detektion des Sitzgewichtes, das auf die Sitz verbindungsmechanismen belastet ist; wobei
jeder Lastsensor mit einem Dehnungsdetektionselement versehen ist, das mehrere Dehnungsmeßeinrichtungen aufweist; und
Einschnürungen an Seiten von Bereichen des Elementes ausge bildet sind, an denen die Dehnungsmeßeinrichtungen befestigt sind.

15. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lastsensor zwischen Abschnitten eines Sitzrahmens angeordnet ist, wodurch der Sitzrahmen in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt unterteilt wird.

16. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lastsensor unterhalb einer Sitzschiene angeordnet ist.

17. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lastsensor von einem Sitzrahmen durch obere und untere Träger versetzt ange ordnet ist, die jeweils mit oberen und unteren Abschnitten des Sitz rahmens verbunden sind.

18. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 17, wobei ein oberer Teil des Lastsensors an dem Sitzboden durch den oberen Träger befestigt ist.

19. Sitzgewichtsmeßvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Lastsensor nahe dem Niveau einer Sitzschiene angeordnet ist.