DE4212018A1

DE4212018A1 - Insassenabfuehlvorrichtung

Info

Publication number: DE4212018A1
Application number: DE4212018A
Authority: DE
Inventors: Brian K Blackburn; Joseph F Mazur; Scott B Gentry
Original assignee: TRW Vehicle Safety Systems Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1992-04-09
Publication date: 1992-10-15
Anticipated expiration: 2012-04-10
Also published as: US5624132A; US5232243A; JPH05139233A; US5494311A; DE4212018B4; JP2535120B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuginsassenrückhaltesy stem und insbesondere auf eine Insassenabfühlvorrichtung in ei nem Insassenrückhaltesystem.

Insassenrückhaltesysteme zur Verwendung in Fahrzeugen sind be kannt. Ein derartiges Rückhaltesystem weist einen Zusammenstoß fühler auf, ein aufblasbares Luftkissen und eine Betätigungs schaltung, welche den Einsatz des Luftkissens infolge einer Aus gangsgröße des Zusammenstoßfühlers steuert. Der Zusammenstoßfüh ler kann ein Beschleunigungsmesser sein, der ein elektrisches Signal mit einem Wert liefert, der funktionsmäßig mit der Verzö gerung des Fahrzeugs in Beziehung steht. Die Betätigungsschal tung weist einen Zünder auf, der betriebsmäßig mit einer Quelle inerten Gases verbunden ist.

Während eines Zusammenstoßzustandes eines Fahrzeugs liefert der Beschleunigungsmessers des Fahrzeugs ein diesen Zusammenstoßzu stand anzeigendes Signal. Die Betätigungsschaltung legt dadurch einen Strom an den Zünder an, was diesen zur Zündung veranlaßt. Wenn der Zünder zündet, so entlädt sich die Quelle inerten Gases in das Luftkissen, was dessen Aufblasung zur Folge hat.

Bei bestimmten Fahrzeugen ist sowohl ein Luftkissen auf der Fah rerseite wie auch auf der Beifahrerseite angebracht (duale Luft kissen). Wenn ein solches Fahrzeug nur vom Fahrer besetzt ist und in einen Zusammenstoß verwickelt wird, so ist der Einsatz des Luftkissens auf der Beifahrerseite nicht notwendig. Der nicht notwendige Einsatz des Luftkissens auf der Beifahrerseite kann die Kosten der Fahrzeugreparatur erhöhen. Da ein großer Prozentsatz der Fahrzeuge auf einer Fernstraße von nur dem Fah rer besetzt sind, ist es zweckmäßig (1) festzustellen ob ein Passagier im Fahrzeug vorhanden ist und (2) den Einsatz des beifahrerseitigen Luftkissens in einem Zusammenstoß nur dann zu bewirken, wenn in der Tat der Beifahrer anwesend ist.

Das Problem des nicht notwendigen Einsatzes eines beifahrersei tigen Luftkissens, wenn kein Insasse vorhanden ist und ein Zusammenstoß vorliegt, wurde vom Stand der Technik bereits erkannt. Bekannte Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme mit dualen Luftkissen sehen verschiedene Formen von Insassenfühlern vor, und ermöglichten den Einsatz des beifahrerseitigen Luftkissens nur dann, wenn ein Insasse auf dem Beifahrersitz vorhanden ist.

Zusammenfassung der Erfindung. Die Erfindung bezieht sich auf eine neue und zweckmäßige Insassenabfühlvorrichtung. Gemäß der Erfindung gestattet eine Insassenabfühlvorrichtung die Feststel lung (1) ob ein Fahrzeugsitz besetzt ist, (2) ob das auf dem Sitz befindliche Objekt lebend oder nicht-lebend ist, (3) das Gewicht des Insassen, (4) die Position eines Insassen auf dem Sitz und (4) ob ein elektrischer Fehlerzustand vorliegt, wie beispielsweise ein offener oder kurzgeschlossener Kreis in dem Insassenfühler. Ein Insassenrückhaltesystem mit einer Insassen abfühlvorrichtung der Erfindung wird entweder dadurch in Be triebsbereitschaft gebracht oder eingesetzt, wenn ein Insasse vorhanden ist oder ein elektrischer Fehler in dem Insassenfühler vorhanden ist. Das beifahrerseitige Luftkissen ist gezielt oder betriebsbereit infolge der detektierten Position des Insassen. Der Einsatz des Luftkissens wird infolge des Gewichts und der Position des Insassen gesteuert.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Insas senabfühlsystem für ein Insassenrückhaltesystem folgendes auf: (a) einen Film oder eine Schicht mit einer elektrischen Eigen schaft, die veränderbare Zustände besitzt und (b) ein Kontakt glied. Ferner sind Mittel vorgesehen, um den Film oder die Schicht und das Kontaktglied in einem Fahrzeug derart anzuord nen, daß das Vorhandensein eines Insassen den körperlichen Kon takt zwischen dem Kontaktglied und der Schicht bewirkt. Die elektrische Eigenschaft oder Charakteristik des Films besitzt einen ersten Zustand, wenn kein Kontakt vorliegt zwischen dem Film und dem Kontaktglied und einen zweiten Zustand dann, wenn ein Kontakt zwischen dem Film und dem Kontaktglied vorliegt. Elektrische Schaltungsmittel sind mit dem Film verbunden, um ein erstes Signal dann vorzusehen, wenn der Film einen ersten Zu stand besitzt, der anzeigt, daß ein Insasse nicht vorhanden ist, und ferner wird ein zweites Signal dann erzeugt, wenn die Schicht einen zweiten Zustand besitzt, der anzeigt, daß ein In sasse vorhanden ist, und schließlich wird ein drittes Signal dann vorgesehen, wenn die Schicht nicht den ersten oder den zweiten Zustand besitzt, wodurch angezeigt wird, daß ein elek trischer Fehlerzustand vorhanden ist. Der Sensor weist ferner Mittel auf, um das Rückhaltesystem in seinen Ingangsetzungszu stand zu bringen, entweder wenn das zweite Signal oder das dritte Signal durch die elektrischen Schaltungsmittel vorgesehen wird.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Film ein piezoelektrischer Film. Die elektrischen Schal tungsmittel sehen eine instabile Rückkopplungsschleife um den piezoelektrischen Film herum derart vor, daß der Film ein oszil lierendes elektrisches Ausgangssignal liefert. Der Kontakt zwi schen dem Kontaktglied und dem Film bewirkt eine Änderung des Ausgangssignals des Films. Die elektrischen Schaltungsmittel se hen erste, zweite und dritte Signale vor, und zwar infolge eines Ausgangssignals von dem Film. Der Kontakt zwischen dem Kontakt glied und dem Film dämpft die Oszillationen oder Schwingungen. Die Schwingungen sind vorzugsweise innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbandes vorgesehen und die elektrischen Schaltungsmittel weisen ein Bandpaßfilter auf, welches derart ausgelegt ist, daß es auf das vorbestimmte Frequenzband anspricht. Die vorbestimmte Frequenz ist vorzugsweise 2 kHz. Vorzugsweise ist eine Vielzahl derartiger piezoelektrischer Filme in einem schachbrettartigem Muster angeordnet, mit einer Vielzahl von einzelnen Kraftabfühl widerstandsfilmen, um so das Gewicht und die Position des Insas sen abzufühlen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungs beispiels eines erfindungsgemäßen Insassenrückhaltesystems;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Schicht- oder Filmsensor oder -fühler, hergestellt gemäß der Erfindung, wobei gewisse Teile aus Gründen der Klarheit entfernt sind;

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Explosionsansicht des Film- oder Schichtsensors ge mäß Fig. 2;

Fig. 5 eine schematische Schaltungsdarstellung eines Insassen rückhaltesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung;

Fig. 6 eine schematische Schaltungsdarstellung, die die Schicht- oder Filmtreiberschaltung gemäß Fig. 5 zeigt;

Fig. 7 eine schematische Schaltungsdarstellung, die die Bandpaß filterschaltung gemäß Fig. 6 zeigt;

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Ausgangsgröße der Trei berschaltung gemäß Fig. 6;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Insassenrückhaltesy stems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin dung;

Fig. 10 eine Draufsicht des Insassenpositions- und Gewichtsfüh lers gemäß Fig. 9;

Fig. 11 eine Seitenansicht des Insassenpositions- und Gewichts fühlers gemäß Linie II-II der Fig. 10;

Fig. 12 eine schematische Schaltungsdarstellung eines Teils des Insassenrückhaltesystems der Fig. 9;

Fig. 13 eine schematische Schaltungsdarstellung eines Teils des Insassenrückhaltesystems der Fig. 9;

Fig. 14 eine graphische Darstellung des Widerstandswerts des in Fig. 9 gezeigten Gewichtssensors oder -fühler;

Fig. 15 eine graphische Darstellung der Widerstandsänderung des Gewichtssensors als eine Funktion des Gewichts des Insassen;

Fig. 16 eine graphische Darstellung des Prozentsatzes an Gas, ab gegeben vom Luftkissen gemäß Fig. 9 als eine Funktion des Abstandes zwischen dem Insassen und dem Armaturenbrett oder als eine Funktion des Insassengewichts;

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Winkelposition des in Fig. 9 gezeigten Luftkissens, und zwar als eine Funktion der linken und rechten Position des Insassen im Fahrzeugsitz;

Fig. 18 eine graphische Darstellung der Winkelposition des Luft kissens gemäß Fig. 9 als Funktionen der vorderen und hinte ren Position des Insassen im Fahrzeugsitz;

Fig. 19 eine graphische Darstellung der Ausgangsgröße des Sensors gemäß Fig. 9, der das Vorhandensein eines Menschen abfühlt;

Fig. 20 bis 22 Flußdiagramme des Steuerungsprozesses der Steuervorrichtung gemäß Fig. 9; und

Fig. 23 eine Draufsicht eines Positions- und Gewichtsfühlers ge mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Es sei nunmehr ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt ein Insassenrückhaltesystem 20 mit ei ner Luftkissenanordnung 22, angeordnet in einer Öffnung eines Armaturenbretts 24 eines Fahrzeugs. Die Luftkissenanordnung 22 weist ein im Inneren eines Luftkissengehäuses 28 zusammengefal tetes Luftkissen 26 auf. Eine Abdeckung 30 deckt das Luftkissen ab und ist so ausgelegt, daß es sich leicht beim Aufblasen des Luftkissens 26 öffnet.

Eine Quelle 32 inerten Gases ist an der Rückseite des Gehäuses 28 angeordnet und ist ferner betriebsmäßig mit dem Luftkissen 26 verbunden. Von der Quelle 32 abgegebenes Gas, welches durch die Verbrennung von pyrotechnischem Material erzeugt oder ein fach von einem unter Druck stehenden Behälter freigegeben werden kann, füllt das Luftkissen 26 auf seinen aufgeblasenen Zustand 26′. Sobald das Luftkissen 26 aufgeblasen ist, wie dies bei ei nem Fahrzeugzusammenprall auftritt, wird ein auf einem Fahrzeug sitz 34 befindlicher Insasse abgefedert.

Eine elektronische Steuervorrichtung 36, wie beispielsweise ein Mikrocomputer, ist betriebsmäßig mit einem Fahrzeugzusammenstoßfühler 38 verbunden. Der Zusammenstoßfühler oder -sensor 38 kann irgendeiner aus einer Anzahl von Typen sein. Beispielsweise kann der Zusammenstoßfühler 38 ein mechanischer Trägheitsschalter sein, wie beispielsweise ein Rolamitsensor, oder ein elektri scher Beschleunigungsmesser. Wenn ein normalerweise offener Trägheitsschalter schließt, so ist dies eine Anzeige dafür, daß ein Zusammenstoß auftritt. Wenn in gleicher Weise ein Signal von einem elektrischen Beschleunigungsmesser einen vorbestimmten Pe gel erreicht oder einen vorbestimmten Pegel für eine vorbe stimmte Zeit erreicht, so ist dies eine Anzeige dafür, daß ein Zusammenstoß auftritt. Sobald die Steuervorrichtung 36 fest stellt, daß ein Fahrzeugzusammenstoß auftritt, für den der Ein satz des Luftkissens notwendig ist, um die Fahrzeuginsassen zu schützen, zündet die Steuervorrichtung 36 den Zünder 40, der sei nerseits die Gasquelle 32 betätigt.

Der Insassensitz 34 mit dem Insassenrückhaltesystem 20 ist vor zugsweise der Mitfahrersitz des Fahrzeugs. Der Sitz 34 weist einen Insassenfühler- oder -sensor 60 auf, und zwar angeordnet im Boden oder unteren Kissen 42 des Sitzes 34. Der Insassenfüh ler 60 wird dazu verwendet, zu steuern, ob der Einsatz des Luft kissens verhindert werden soll.

Die Fig. 2-4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Insassenvorhandenseinsfühler- oder sensors 60. Der Sensor 60 weist ein Gehäuse 90 auf, welches eine Bodentragplatte 92 und eine obere Abdeckplatte 94 besitzt. Die Bodenplatte 92 ist starr an einem im wesentlichen nicht-flexiblen Bodenteil des Sitzes 42 angebracht.

Die Bodenplatte 92 und die obere Platte 94 weisen jeweils Innen oberflächen 96, 98 auf, die mit Abstand angeordnet sind. Ein ringförmiges Dichtglied oder eine Dichtung 100 ist angeordnet zwischen der Tragplatte 92 und der oberen Platte 94. Das Dicht glied 100 weist eine Mittelöffnung 106 auf. Die Platten 92, 94 sind miteinander mit einer Vielzahl von mit Abstand angeordneten Schrauben 102 befestigt. Speziell die obere Platte 94 weist Lö cher 103 auf und die Bodenplatte 92 besitzt mit Gewinde verse hene Löcher 104. Die Dichtung 100 hat entsprechende Löcher 105. Die Schrauben 102 erstrecken sich durch die Löcher 103 und 105 und sind in die Löcher 104 eingeschraubt. Die Bodenplatte 92, die obere Platte 94 und das Abdichtglied 100 bilden eine Kammer 107, in der ein piezoelektrischer Film- oder Schichtsensor oder -fühler 110 angeordnet ist.

Die Bodenplatte 92 weist einen mit Ausnehmungen versehenen Teil 112 auf. Der piezoelektrische Filmsensor 110 überspannt die Ausnehmung 112 und ist entlang entgegengesetzt liegender Kanten an Stellen 114, 116 durch geeignete Mittel, wie beispielsweise Kleber, befestigt. Die Bodenplatte 92 weist ferner einen zweiten Ausnehmungsteil 120 auf. Eine Filmtreiberschaltung 122 ist an einem Substrat 124 befestigt, welches durch geeignete Mittel in der Ausnehmung 120 angebracht ist. Die Treiberschaltung 122 ist betriebsmäßig mit dem piezoelektrischen Filmsensor 110 durch An schlüsse 126 verbunden. Elektrische Drähte 128 verbinden die Treiberschaltung 122 mit der Steuerschaltung 36.

Der piezoelektrische Filmsensor 110 ist eine mehrschichtige Struktur mit einer ersten piezoelektrischen Schicht 130 und ei ner zweiten piezoelektrischen Schicht 136, getrennt durch eine Isolationsschicht 138. Die zwei piezoelektrischen Schichten und die Isolationsschicht sind aneinander in einer integralen Anord nung durch geeignete Mittel befestigt. Jede Schicht oder Lage 130, 136 besitzt eine assoziierte Elektrode, die auf jeder Seite der Schicht angebracht sind, und zwar vorzugsweise durch (Seiden) Siebdruck. Die Elektroden jeder piezoelektrischen Schicht 130, 136 sind mit einem zugehörigen Anschluß 126 verbun den. Speziell ist die obere Elektrode für die Schicht 130 mit dem Anschluß 126′ verbunden. Die untere oder Bodenelektrode für die Schicht 130 ist mit dem Anschluß 126′′ verbunden. Die obere Elektrode für die Schicht 136 ist mit dem Anschluß 126′′ verbun den. Die Bodenelektrode für die Schicht 136 ist mit dem Anschluß 126′′′ verbunden.

Wenn eine Erregung durch die Filmtreiberschaltung 122 vorliegt, biegen sich Teile der piezoelektrischen Schichten unter ihren zugehörigen Elektroden. Die Treiberschaltung 122 ist so vorgese hen, daß der piezoelektrische Filmsensor 110 oszilliert oder schwingt. Die Filmschwingung erfolgt körperlich über dem Ausneh mungsteil 112 der Bodenplatte 92. Dieses Gebiet des Filmfühlers 110 wird als die Brücke bezeichnet.

Die obere Platte 94 weist einen Kontaktarm 140 auf, der sich senkrecht zur Platte 94 und der Oberfläche 98 erstreckt und zwar zum Filmsensor 110 hin. Die obere Platte 94 ist aus einem flexi blen Material hergestellt. Wenn ein Insasse auf dem Sitzkissen (Sitzpolster) 42 sitzt, so wird sein Gewicht durch das das Sitz kissen bildende Material zur oberen Platte 94 übertragen. Die an die obere Platte 94 eingelegte Kraft steht funktionsmäßig mit dem Insassengewicht in Beziehung. Da die Bodenplatte 92 starr relativ zum Fahrzeugboden befestigt ist, biegt sich die obere Platte 94 infolge des Gewichts des Insassen, welches durch das Sitzmaterial übertragen wird. Wenn sich die obere Platte 94 biegt, so bewegt sich der Kontaktarm 140 zu den Schichten 130, 136 des Filmsensors oder -fühlers 110.

Wenn kein Insasse auf dem Sitzkissen sitzt und die Filmschichten durch die Filmtreiberschaltung 122 erregt sind, schwingt der Film. Wenn der Film schwingt, schwingt die Ausgangsgröße der Treiberschaltung mit einem bestimmten Spitze-zu-Spitze-Span nungswert. Wenn ein Insasse, der ein Gewicht besitzt, das größer ist als ein vorbestimmtes Gewicht auf dem Sitzkissen sitzt, so verbiegt sich die obere Platte 94 um eine Größe oder einen Be trag, der ausreicht, um sicherzustellen, daß der Kontaktarm 140 den Film 110 kontaktiert. Wenn der Arm 140 den Film 110 kontak tiert, so werden die Schwingungen des Films 110 gedämpft. Die resultierende Ausgangsgröße von dem Film ist ein Gleichspan nungswert, der annähernd gleich ist der Hälfte der Spitze-zu- Spitze-Spannung, wenn kein Insasse auf dem Sitzkissen sitzt. Die Überwachung der Ausgangsgröße des Films 110 wird die Steuervor richtung mit einer Anzeige dahingehend geliefert, ob ein Insasse auf dem Sitzkissen 60 sich befindet.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine Verarbeitungsschaltung gemäß ei nem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungs beispiel ist der Insassenfühler der Sensor 60. Der Sensor 60 wird dazu verwendet, um festzustellen, ob ein Insasse auf dem Sitzkissen 42 sitzt. Die Steuervorrichtung 36 überwacht das Aus gangssignal vom Sensor 60. Die Steuervorrichtung 36 ermöglicht die Betätigung des Luftkissens, wenn entweder das Signal vom Sensor 60 anzeigt, daß ein Insasse auf dem Sitz sitzt, oder das Nichtvorhandensein eines Signals vom Sensor 60 zeigt an, daß ein elektrischer Fehlerzustand vorhanden ist, wie beispielsweise eine offene Schaltung oder ein Kurzschluß zwischen dem Sensor 60 und der Steuervorrichtung 36.

Fig. 6 zeigt die Treiberschaltung 122 im einzelnen. Die obere Elektrode der piezoelektrischen Schicht 130 ist über Anschluß 126′ mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 144, geschaltet als Differenziervorrichtung, über einen Wider stand verbunden. Die Differenziervorrichtung mit dem Operations verstärker 144 besitzt einen Rückkopplungswiderstand 145. Der Ausgang des Operationsverstärkers 144 ist mit dem invertierenden Eingang eines als Verstärker geschalteten Operationsverstärkers 142 über einen Eingangwiderstand 147 verbunden. Der Verstärker 142 weist einen Rückkopplungswiderstand 143 auf. Der Ausgang des Verstärkers ist mit der unteren oder Bodenelektrode der piezo elektrischen Schicht 136 durch Anschluß 126′′′ verbunden. Die un tere Elektrode der piezoelektrischen Schicht 130 und die obere Elektrode der piezoelektrischen Schicht 136 sind mit einer Quelle elektrischer Energie -V_cc durch Anschluß 126′′ verbunden. Die nicht-invertierenden Eingänge der Verstärker 142, 144 sind mit einer gemeinsamen Erde verbunden, die einen Spannungswert zwischen +V_cc und -V_cc besitzt, und zwar vorgesehen durch ein Widerstandsteilernetzwerk 149 mit Widerständen gleichen Werts. Wenn die Fahrzeugbatterie als die Quelle elektrischer Energie verwendet wird, so ist -V_cc die Erde der Batterie, und +V_cc ist der positive 12 Volt Gleichspannungspol der Batterie. Die ge meinsame Erde der Schaltung 122 ist daher auf +6 Volt Gleich spannung.

Die Schichten 130 und 136 haben eine vorbestimmte Spannungsgröße über oder an ihren zugehörigen Anschlüssen. Die Schichten 130, 136 haben eine Kapazität von 1,5 Nanofarad. Der Verstärker 142 mit den Widerständen 143, 147 hat eine extrem hohe Verstärkung. Da der Verstärker 142 eine Verstärkung größer als 0 db bei 180° Phasenverschiebung hat, schwingt die Ausgangsgröße 148 des Ver stärkers 142 mit einer Frequenz gleich:

dabei ist R der Wert des Widerstands 145 und C ist der serienge schaltete Wert der Kapazitäten der Schichten 130, 136. In dem gegebenen Beispiel ist die Serienkapazität 0,75 Nanofarad. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Ausgangsspannung an einer Klemme 148 mit einer Frequenz von an nähernd 2 kHz vorgesehen. Es sei bemerkt, daß die kontinuierli chen Schwingungen an dem Ausgang der Filmtreibeschaltung 122 von der Freiheit des Schichten im Film 110 zur Bewegung abhängen.

Weil die Kapazitätswerte der piezoelektrischen Schichten als Komponentenwerte in der Treiberschaltung 122 verwendet werden, muß die Schaltung in enger Nachbarschaft zu dem piezoelektri schen Film 110 angeordnet werden, um die Leitungskapazität zu vermeiden, die bei langen Zuführungsleitern auftreten würde. Die Treiberschaltung 122 ist auf dem Substrat 124 angeordnet, um so nahe dem Film 110 zu sein.

Die Ausgangsgröße 148 ist mit dem Eingang der Steuervorrichtung 36 verbunden. Die Steuervorrichtung 36 weist ein Bandpaßfilter 150 von üblicher bekannter Art auf, und zwar verbunden mit dem Ausgang 148 der Filmtreiberschaltung 122. Das Bandpaßfilter 150 ist derart gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er findung ausgelegt, daß Frequenzen von 2 kHz hindurchgeleitet werden. Das Bandpaßfilter 150 kann extern zum Sensor 60 angeord net sein, oder aber es kann auf dem Substrat 124 zusammen mit der Treiberschaltung angeordnet sein. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die Ausgangsgröße 152 des Bandpaßfilters eine schwingende Span nung zwischen Null Volt Gleichspannung (Batterieerde) und einem Spannungswert V+ (positive Batterieklemme) bei einer Frequenz von 2 kHz. Die Zeitperiode P zwischen den Pulsen ist gleich 0,5 msc, was eins dividiert durch die Frequenz von 2 kHz ist. Die Linie 154 in Fig. 8 repräsentiert die Kraft oder Überanspruchung an der oberen Platte 94 des Sensors 60 infolge eines Insassen, der auf dem Sitzkissen 62 sitzt. Zur Zeit t1 verbiegt das Ge wicht des Insassen die obere Platte 94 in einem hinreichenden Ausmaß derart, daß der Kontaktarm 140 den Film 110 kontaktiert. Wenn die Kontaktgabe auftritt zwischen dem Arm 140 und dem Film 110 ändert sich die Ausgangsgröße des Bandpaßfilters in eine Gleichspannung gleich annähernd der Hälfte von V+, wie dies durch die Linie 168 dargestellt ist. Die Spannung geht auf 1/2 V+, weil sich die gemeinsame Erde der Schaltung 122, 150 auf ein Halb V+ befindet. Speziell ist V+ die positive Klemme der Fahr zeugbatterie und die Chassiserde ist die negative Klemme der Fahrzeugbatterie. Die gemeinsame Erde für die Treiberschaltung 122 und das Bandpaßfilter 150 liegt auf der Hälfte des Wertes der Batteriespannung, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn daher die Schwingungen der piezoelektrischen Schichten aufhören, so geht die Ausgangsgröße des Bandpaßfilters und der Treiberschal tung auf ihren gemeinsamen Erdwert, der 1/2 V+, d. h. 6 Volt Gleichspannung beträgt.

Ein Zähler 158, der auch Teil der Steuervorrichtung 50 ist, ist mit dem Ausgang 152 des Bandpaßfilters 150 verbunden und zählt die Ausgangsimpulse des Bandpaßfilters. Der Ausgang des Zählers 158 ist mit einem ersten Eingang 159 einer Digitalvergleichsvor richtung 160 verbunden. Der zweite Eingang 161 der Digitalver gleichsvorrichtung 160 ist mit einem fest verdrahtetem Zähler stand in Digitalform, bezeichnet mit dem Bezugszeichen 162 in Fig. 5, verbunden.

Der Zähler ist derart verdrahtet, daß er periodisch durch eine Rücksetzschaltung 163 zurückgesetzt wird. Die Rücksetzschaltung 163 weist einen Taktgeber (clock) 164 auf, der mit dem Rück setzeingang des Zählers 158 über eine Verzögerungsschaltung ver bunden ist. Die Verzögerungsschaltung weist zwei Inverter 165, 166 und einen Verzögerungskondensator 167 auf, die mit dem Aus gang des Inverters 166 verbunden sind. Der Ausgang des Taktge bers 164 ist ferner mit dem "strobe" oder Tasteingang des Digi talkomparators 160 verbunden.

Das Taktgeber liefert am Ausgang einen periodischen Impuls. Al lein aus Gründen der Erläuterung ist angenommen, daß der Impuls einmal pro Sekunde auftritt. Es sei ferner angenommen, daß der Zählerstand des fest verdrahteten Zählers 2000 ist. Der Taktge ber gibt ein "HOCH" (HIGH)-Signal für den Strobeeingang und den Reseteingang des Zählers 158 ab. Die Verzögerungsschaltung stellt sicher, daß der Zählerstand vom Zähler in den Digitalkom parator getastet oder gestrobed wird vor der Rücksetzung des Zählers 158. Wenn der Zähler 158 einmal pro Sekunde zurückge setzt wird, so wird die Zählerausgangsgröße am Ende dieser einen Sekunde, d. h. unmittelbar vor der Rücksetzung, gleich einem Zählerstand von 2000 sein.

Der Ausgang des Digitalkomparators 160 hat drei Ausgänge ein schließlich eines Ausgangs 170, der Zustände, basierend auf dem Eingang des Zählers 158 ändert. Wenn kein Insasse auf dem Sitz kissen 42 sitzt, wird der Zähler 158 auf einen Zählerstandswert von 2000 sein. Wenn dies auftritt, ist der Ausgang 170 ein digi tales "HOCH" (HIGH). Ein digitales HOCH am Ausgang 170 zeigt da her an, daß kein Insasse sich auf dem Sitzkissen befindet. Wenn ein Insasse auf dem Sitzkissen 42 sitzt, so daß der Arm 140 die Schicht 110 kontaktiert, so nimmt der Ausgang des Bandpaßfilters 150 einen Gleichspannungswert an und der Zähler 158 zählt Null Impulse. Der Ausgang 170 des Digitalkomparators 160 geht dann auf ein digitales NIEDRIG (LOW).

Wenn ein elektrischer Fehler vorliegt, wie beispielsweise ein offener oder kurzgeschlossener Kreis im Sensor 60, so geht der Ausgang 148 auf einen Gleichspannungswert der entweder gleich Null Volt Gleichspannung (die Batterieerde) oder V+ (die posi tive Batterieklemme) ist, weil das Eingangsrauschen eine Sätti gung eines der Operationsverstärker 142, 144 zur Folge haben wird. In jedem Fall wird der Zähler Null Impulse zählen, wenn ein elektrischer Fehler auftritt zwischen dem Sensor 60 und der Steuervorrichtung 50. Wenn daher ein elektrischer Fehler zwi schen dem Sensor 60 und der Steuervorrichtung 36 auftritt, so geht der Ausgang 170 auf ein digitales NIEDRIG (LOW).

Es sei bemerkt, daß der Ausgang 170 des Digitalkomparators 160 ein digitales HOCH nur dann sein wird, wenn (1) ein Insasse nicht auf dem Kissen 42 sitzt, (2) der Sensorfilm ordnungsgemäß arbeitet, d. h. der Sensorfilm mit 2 kHz schwingt und (3) wenn sämtliche elektrischen Drähte vom Sensorfilm bis zum digitalen Komparator 160 verbunden sind. Andernfalls befindet sich der Ausgang 170 auf einem digitalen NIEDRIG.

Der Ausgang 170 des Digitalkomparators 160 ist mit dem Eingang eines Inverters 172 verbunden. Der Ausgang des Inverters 172 liegt an einem ersten Eingang einer UND-Schaltung (Gatter) 174. Der zweite Eingang der UND-Schaltung 175 ist mit dem Ausgang ei nes ROM 180 in der Steuervorrichtung 36 verbunden. Das ROM 180 ist mit dem Ausgang des Zusammenstoßfühlerbeschleunigungsmessers 38 verbunden. Ein Steueralgorithmus ist im ROM 180 programmiert, um die Ausgangsgröße des Beschleunigungsmessers 38 zu verarbei ten. Der Steueralgorithmus kann irgendeine von mehreren Formen einnehmen. Beispielsweise dann, wenn der Beschleunigungsmesser zur Bauart gehört, die ein lineares elektrisches Signal vor sieht, welches eine Anzeige für die abgefühlte Verzögerung (Zusammenstoßzustand) liefert, so kann der Steueralgorithmus das Beschleunigungsmessersignal integrieren. Sobald das Integral einen vorbestimmten Wert erreicht, der einen Zusammenstoßzustand anzeigt, sieht der Algorithmus ein digitales HOCH am UND-Gatter 174 vor. Auf diese Weise liefert die Steuervorrichtung infolge des Algorithmus 180 ein digitales HOCH-Signal dann, wenn das Si gnal von dem Beschleunigungsmesser anzeigt, daß das Fahrzeug sich in einem Zusammenstoßzustand befindet.

Der Ausgang des UND-Gatters 174 ist ein digitales HOCH dann, wenn ein Zusammenstoßzustand auftritt, und zwar entweder dann, wenn (1) ein Insasse auf dem Sitzkissen 42 sitzt oder (2) ein elektrischer Fehler zwischen dem Sensor 60 und der Steuervor richtung 36 vorhanden ist, so daß in jedem Falle der Ausgang des Inverters 172 ein digitales HOCH ist. In sämtlichen anderen Si tuationen ist der Ausgang des UND-Gatters 174 ein digitales NIEDRIG.

Der Ausgang der UND-Schaltung 174 ist mit einem Eingang einer ODER-Schaltung (Gatter) 183 verbunden. Das ROM 180 ist mit dem anderen Eingang der ODER-Schaltung 183 auf Leitung 185 verbun den. Das ROM weist auch einen Steueralgorithmus auf, der die Ge schwindigkeit des Zusammenstoßes feststellt. Dies wird vorzugs weise dadurch erreicht, daß man die Neigung einer Integrations kurve überwacht. Wenn die Geschwindigkeit des Zusammenstoßes einen vorbestimmten Wert übersteigt, so sieht der Steueralgo rithmus ein digitales HOCH auf Leitung 185 vor. Wenn die Ge schwindigkeit des Zusammenstoßes größer ist als ein vorbestimm ter Wert oder der Ausgang der UND-Schaltung 174 ein digitales HOCH ist, so wird der Ausgang des ODER-Gatters 183 auf ein digi tales HOCH geschaltet. Der Ausgang der ODER-Schaltung 183 ist mit einer Treiberschaltung 184 verbunden. Der Ausgang der Trei berschaltung 184 steht mit einem elektrischen Schalter 186, wie beispielsweise einem Feldeffekttransistor (FET) in Verbindung. Der FET 186 ist in Serie geschaltet mit dem Zünder 40 an einer Quelle elektrischer Energie. Die Treiberschaltung 184 schaltet den FET 186 EIN dann, wenn der Ausgang der ODER-Schaltung 183 auf einem digitalen HOCH liegt. Das EIN-Schalten des FET zündet den Zünder 54 der seinerseits die Gasquelle 32 betätigt und das Luftkissen 26 aufbläst. Es sei bemerkt, daß die Steuervorrich tung 36 den Einsatz des Luftkissens 26 ermöglicht, und zwar nach der Detektion oder Feststellung von sowohl einem Fahrzeugzusam menstoßzustand (mit einer Zusammenstoßgeschwindigkeit kleiner als dem vorbestimmten Wert) und entweder dem Vorhandensein eines Insassen auf dem Sitzkissen 42 oder dem Auftreten einer elektri schen offenen Schaltung zwischen dem Filmsensor 60 und der Steu ervorrichtung. Wenn die Geschwindigkeit des Zusammenstoßes grö ßer ist als der vorbestimmte Wert, wird das Luftkissen auch durch den Steueralgorithmus 180 und die ODER-Schaltung 183 zum Einsatz gebracht unabhängig davon, ob ein Insasse auf dem Sitz vorhanden ist oder nicht.

Eine Fehlerdetektorschaltung 188, die Teil der Steuervorrichtung 36 ist, ist mit dem Ausgang 148 der Filmtreiberschaltung 122 verbunden. Ein Ausgang 190 des Digitalkomparators ist mit einem Enable- oder Befähigungseingang der Fehlerdetektorschaltung 188 verbunden. Immer dann, wenn ein Insasse auf dem Sitzkissen 42 sitzt oder ein elektrischer Fehler zwischen dem Sensor 60 und der Steuervorrichtung 36 auftritt, ist der digitale Ausgang 190 des Digitalkomparators 160 ein digitales HOCH. Anders ausge drückt, ist der Ausgang 190 dann HOCH, wenn der Ausgang 170 NIEDRIG ist. Wenn der Ausgang 190 HOCH ist, so wird die Fehler detektorschaltung 188 befähigt (enabled) oder in Gang gesetzt. Wenn die Ingangsetzung vorliegt, so überwacht die Fehlerdetektor schaltung die Ausgangsspannung am Ausgang 148 der Filmtreiber schaltung 122. Wenn die am Ausgang 148 vorhandene Spannung au ßerhalb eines vorbestimmten Fensters liegt, welches auf ein Halb V+ zentriert ist, so wird eine Fehleranzeigevorrichtung 192, an geordnet im Armaturenbrett 24 erregt, um den Fahrzeugführer zu warnen. Wenn die Spannung am Ausgang 148 außerhalb des Fensters bei ein Halb V+ liegt, so zeigt dies an, daß ein elektrischer Fehler aufgetreten ist. Wenn der Ausgang 148 innerhalb des Fen sters bei ein Halb V+ liegt, und zwar plus oder minus einem vor bestimmten Wert, so zeigt dieser Zustand an, daß ein Insasse auf dem Sitzkissen 42 sitzt.

Fig. 9 zeigt ein Insassenrückhaltesystem 220 gemäß einem weite ren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Insassenrückhaltesy stem 220 weist eine Luftkissenanordnung 222 auf, die in einer Öffnung im Armaturenbrett 224 eines Fahrzeugs angebracht ist. Die Luftkissenanordnung 222 weist ein Luftkissen 226 auf, welches im Inneren eines Luftkissengehäuses 228 zusammengefaltet ist. Eine Abdeckung 230 deckt das Luftkissen ab und ist geeignet, sich dann leicht zu öffnen, wenn das Luftkissen 226 aufgeblasen wird.

Zwei Quellen 232, 233 inerten Gases sind an der Rückseite des Gehäuses 228 angebracht und sind betriebsmäßig mit dem Luftkis sen 226 verbunden. Die Gasquellen 232, 233 können Behälter von verbrennbarem gaserzeugendem Material oder unter Druck gesetztes Gas sein. Die Gasquellen 232, 233 werden durch elektrische Zün der oder Initiatoren 254, 255 betätigt. Die durch die Betäti gung der Gasquellen 232, 233 abgegebenen Gase füllen das Luft kissen 226 auf seinen aufgeblasenen Zustand 226′ an. Sobald der aufgeblasene Zustand vorliegt, wie dies während eines Fahrzeugs zusammenstoßes erfolgt, dämpft das Luftkissen 226 einen auf dem Fahrzeugsitz 234 befindlichen Insassen ab.

Ein Ablaßventil 238 ist betriebsmäßig mit den Gasquellen 232 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein Ablaßventil 239 betriebs mäßig mit der Gasquelle 233 verbunden. Die Ablaßventile 238, 239 werden zur Steuerung des Aufblasens des Luftkissens 226 verwen det. Wenn die Ablaßventile 238, 239 bei Betätigung der Gasquel len 232, 233 vollständig geschlossen sind, bläst sich das Luft kissen 226 zu seinem maximalen Volumen auf, und zwar mit maxima lem Druck und maximaler Aufblasrate. Durch Steuerung dahinge hend, ob eine oder- beide Gasquellen betätigt werden und durch Steuerung des Ausmaßes mit dem die Ablaßventile 238, 239 geöff net sind, kann die Aufblasgeschwindigkeit oder -rate und der Druck des Luftkissens auf Werte gesteuert werden, die kleiner sind als die Maximalwerte. Elektromotoren 240, 242 sind be triebsmäßig mit dem Gehäuse 228 der Luftkissenanordnung 222 ver bunden. Der Motor 240 ist betriebsmäßig mit dem Gehäuse 228 der art verbunden, daß die Bewegung der Luftkissenanordnung 222 ge steuert wird, und zwar winkelmäßig um eine Vertikalachse 244 nach links oder nach rechts, wie dies durch den Pfeil 245 ge zeigt ist und wie dies durch einen auf dem Sitz 234 sitzenden Insassen gesehen wird. Der Motor 242 ist betriebsmäßig mit dem Gehäuse 228 verbunden, um so die Luftkissenanordnung 222 winkel mäßig um eine Horizontalachse 246 (senkrecht zur Fig. 9) nach oben oder unten zu bewegen, und zwar wie dies durch den Pfeil 247 gezeigt ist und wie man dies vom Sitz 234 her sieht. Die Mo tore 240, 242 werden dazu verwendet, um die Orientierung der Luftkissenanordnung 222 relativ zu einem auf dem Sitz 234 sit zenden Insassen zu steuern.

Eine elektronische Steuervorrichtung 250, wie beispielsweise ein Mikrocomputer, ist betriebsmäßig mit einem Fahrzeugzusammenstoß fühler 252 verbunden. Der Fahrzeugzusammenstoßfühler 252 kann zu irgendeiner von mehreren bekannten Bauarten gehören. Beispiels weise kann der Zusammenstoßfühler 252 ein mechanischer Träg heitsschalter, wie beispielsweise ein Rolamitsensor sein oder aber ein elektrischer Beschleunigungsmesser, der ein oszilieren des oder schwingendes Ausgangssignal vorsieht, welches eine An zeige dafür bildet, ob sich das Fahrzeug in einem Zusammenstoß zustand befindet. Wenn ein normalerweise offener Trägheitsschal ter sich schließt, so ist dies eine Anzeige dafür, daß ein Zu sammenstoß auftritt. In gleicher Weise gilt folgendes: Wenn das Signal von einem elektrischen Beschleunigungsmesser einen vorbe stimmten Pegel oder einen vorbestimmten Pegel für eine vorbe stimmte Zeit erreicht, so ist dies eine Anzeige dafür, daß ein Zusammenstoß auftritt.

Sobald die Steuervorrichtung 250 feststellt, daß ein Fahrzeugzu sammenstoß auftritt für den Einsatz des Luftkissens notwendig ist, um die Fahrzeuginsassen zu schützen, zündet die Steuervor richtung 250 mindestens einen der Zünder 254, 255, die ihrer seits in entsprechender Weise eine oder beide der zugehörigen Gasquellen 232, 233 betätigen. Die Steuervorrichtung 250 ist ebenfalls elektrisch mit den Ablaßventilen 238, 239 verbunden und steuert die Menge des von den Gasquellen 232, 233 während des Aufblasens des Luftkissens 226 abgelassenen Gases. Durch Ab lassen einer bestimmten Gasmenge aus den Gasquellen wird die Einsatzgeschwindigkeit, die Größe und der Druck des Luftkissens 226 gesteuert.

Der Insassensitz 234, zusammen mit dem das Insassenrückhaltesy stem 220 verwendet wird, ist vorzugsweise ein Passagiersitz in einem Fahrzeug. Der Sitz 234 weist einen Insassenpositions- und Gewichtsfühler 260 auf, und zwar angeordnet am Boden des Kissens 262 des Sitzes 234. Ein "humanistischer" Sensor 264 ist nahe der Oberseite des Kissens 262 angeordnet. Ein Insassensensor 266 ist im Rückkissen oder Rückpolster 268 des Sitzes 234 angeordnet.

Der Insassenpositions- und Gewichtssensor oder -fühler 260 de tektiert (1) ob ein Objekt auf dem Sitz vorhanden ist, (2) das Gewicht des Objektes und (3) die Position des Objektes im Sitz. Der "humanistische" Sensor 264 detektiert, ob ein Objekt auf dem Sitzkissen 262 belebt oder nicht belebt ist. Der Insassensensor 266 detektiert, ob ein Objekt Kontakt mit dem Rückkissen 268 hat.

Zusätzlich zu den Sensoren 260, 264 und 266 ist ein Sitz-Rück wärtsneigungssensor 270 betriebsmäßig verbunden zwischen dem un teren Kissen oder Sitz 262 und dem oberen Kissen oder Sitz 268. Der Sensor 270 sieht ein elektrisches Signal vor, welches eine Anzeige für die Winkelversetzung des hinteren Sitzkissens 268 bezüglich des Fahrzeugbodens liefert. Vorzugsweise ist der Sitz rückneigungssensor 270 ein Drehpotentiometer. Ein Sitzpositions sensor 272 ist betriebsmäßig verbunden mit dem unteren Kissen 262 und einer Gleitschiene 274, auf der der Sitz 234 gleitend in bekannter Weise angeordnet ist. Der Sensor 272 sieht ein elek trisches Signal vor, welches eine Anzeige liefert für die vor dere und hintere Position des Sitzes 234 bezüglich eines vorbe stimmten Bezugspunktes. Vorzugsweise ist der Sitzpositionssensor 272 ein Linearpotentiometer. Basierend auf dem Signal vom Sensor 272 kann der Abstand von der vorderen Abdeckung 230 zum Sitzrüc ken- oder Sitzhinterteil 268 bestimmt werden.

Die Sensoren 260, 264, 266, 270 und 272 werden insgesamt als die Sitz- und Insassensensoren 280 bezeichnet. Die Sitz- und Insassen sensoren 280 sind elektrisch mit der Steuervorrichtung 250 ver bunden. Basierend auf (1) dem Vorhandensein oder Nicht-Vorhan densein eines Objektes auf dem Sitz, wie dies durch den Sensor 260 angezeigt wird, und (2) ob das Objekt belebt ist, was durch den Sensor 264 angezeigt wird, bestimmt die Steuervorrichtung 250, ob die Luftkissenanordnung 222 zu enabeln (zu befähigen) ist. Basierend auf (1) der abgefühlten Position des Sitzes 234 vom Sensor 272, (2) der Neigung des Sitzes vom Sensor 270, (3) im Gewicht des Insassen vom Sensor 260 und (4) der Position des Insassen im Sitze von den Sensoren 260 und 266, steuert die Steuervorrichtung 250 die Aufblasrate oder -geschwindigkeit, die Größe, den Druck und die Einsatzorientierung und die Einsatz zeitsteuerung des Luftkissens 226. Die Steuervorrichtung 250 steuert die Einsatzorientierung durch eine Motorsteuertreiber schaltung 282, die betriebsmäßig verbunden ist mit den Luftkis senpositionsmotoren 240, 242.

Es sei nunmehr auf die Fig. 10-12 Bezug genommen, wo der Insas senpositions- und Gewichtssensor 260 dargestellt ist, der eine N×M-Anordnung von individuellen Positionssensoren 300 und in dividuellen Gewichtssensoren 302 aufweist. Fig. 10 zeigt eine spezielle Anordnung der Sensoren 300, 302. Die gezeigte Anord nung ist eine 8×8-Anordnung, und zwar mit den Positions- und Gewichtssensoren abwechselnd positioniert in der Anordnung in einem Schachbrettmuster. Es sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf diese spezielle Anordnung noch auf dieses Muster von Senso ren beschränkt ist.

Die Sensoren 300 sind sämtlich identisch in ihrer Struktur zum Sensor 60, wie dieser unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 4 beschrieben wurde. Jeder Sensor 300 besitzt seinen eigenen mehr schichtigen piezoelektrischen Film 308 und eine Treiberschaltung 304, angeordnet neben dem Film auf einem zugehörigen Substrat 306. Jede Treiberschaltung 304 ist identisch mit der in Fig. 6 gezeigten Treiberschaltung bezüglich des Sensors 60. Die Aus gangsgröße jeder Treiberschaltung 304 liegt an der Steuerschal tung 250. Jeder Film oder Schicht 308 ist an oder über einer zu gehörigen Ausnehmung 310 in einer Bodentragplatte 312 angeord net, die Ausnehmungen für alle die Filme vorsieht. Eine obere Platte 314, die sämtliche Filme 308 und die Treiberschaltung 304 abdeckt, ist an der Bodenplatte 312 durch Schrauben, wie dies unter Bezugnahme auf den Sensor 60 beschrieben wurde, befestigt. Eine Ringdichtung 316 sitzt zwischen der oberen Platte 314 und der Bodenplatte 312. Die Dichtung 316, die obere Platte 314 und die Bodenplatte 312 bilden eine Kammer 318.

Die obere Platte weist eine Vielzahl von Kontaktarmen 320 auf, die sich nach unten zu der Bodenplatte 312 hinerstrecken. Jeder Fühler 300 besitzt einen zugehörigen Kontaktarm 320, angeordnet über seinem Film 308. Die obere Platte 314 besteht aus einem Ma terial, das sich infolge einer angelegten Kraft oder Belastung liegt oder versetzt. Die Größe der Biegung an irgendeinem Punkt an der oberen Platte 314 ist eine Funktion des Gewichtes des In sassen an der entsprechenden Stelle auf dem Sitzkissen 262. Wenn ein Kontaktarm 320 seine zugehörige Schicht 308 kontaktiert, so ändert das Ausgangssignal der zugehörigen Treiberschaltung 304 sich in der gleichen Weise, wie dies in Fig. 8 bezüglich des Sensors 60 ausgeführt wurde. Durch Überwachung dahingehend, wel che Sensoren 300 das Vorhandensein eines Objektes anzeigen, kann die Position des Objektes im Sitz 234 bestimmt werden. Basierend auf dieser bestimmten Position kann die Steuervorrichtung 250 die Orientierung der Luftkissenanordnung 22 steuern und auch die Zeit, zu der das Luftkissen zum Einsatz gebracht wird. Wie dies unter Bezugnahme auf den Sensor 60 beschrieben wurde, sehen die Sensoren 300 auch eine Anzeige eines elektrischen Fehlerzustan des in den Sensoren vor, wie beispielsweise eine offene Schal tung oder ein Kurzschluß mit Erde.

Jeder der Sensoren 302 weist einen Kraftabfühlfilm 330 auf, und zwar angeordnet über einer zugehörige Ausnehmung 332 in der Bo denplatte 312. Der Kraftabfühlfilm, der auch als ein Gewichtsab fühlfilm bezeichnet werden kann, ist ein Kraftabfühlwiderstands film (FSR = force sensing resistor-Film). Diese Art eines Films hat eine vorbestimmte Widerstandsgröße über seine Verbindungsan schlüsse hinweg. Der Widerstand an den Klemmen ändert sich unge kehrt mit der angelegten Kraft. Wie die Sensoren 300 besitzt je der Sensor 302 einen zugehörigen Kontaktarm 234, angeordnet oberhalb des Films und sich nach unten erstreckend von der obe ren Platte 314. Jeder Sensor 302 besitzt auch eine zugehörige Treiberschaltung 336.

Wie zuvor erwähnt, ist die obere Platte 314 aus einem Material hergestellt, das sich infolge einer angelegten Last oder Kraft biegt. Die Biegungsgröße an irgendeinem Punkt an der oberen Platte 314 ist eine Funktion des Gewichts des Insassen an der entsprechenden Stelle des Sitzkissens oder Sitzpolsters 262. Wenn ein Kontaktarm 334 seinen zugehörigen Film 330 kontaktiert, so ändert sich das Ausgangssignal von der zugehörigen Treiber schaltung 336 als eine Funktion des Gewichts des Insassen an dieser Stelle. Durch Überwachung der Sensoren 302 kann das Ge wicht des Insassen auf dem Sitz 234 bestimmt werden. Basierend auf diesem bestimmten Gewicht kann die Steuervorrichtung 250 den Einsatz des Luftkissens steuern.

Die Sensoren 300, 302 sind derart ausgelegt, daß eine vorbe stimmte Gewichtsgröße erst an das Sitzkissen angelegt werden muß, bevor die Arme 320, 334 ihre zugehörigen Filme 308, 330 kontaktieren. Beispielsweise wird ins Auge gefaßt, daß 20 Pfund auf dem Sitzkissen 262 angeordnet werden müßte, bevor die Arme 320, 334 ihre zugehörigen Filme 308, 330 kontaktieren würden. Für jeden Kraft- oder Gewichtsfühler 302 wird jede Wider standsänderung funktionell in Beziehung gesetzt mit dem Gewicht des Insassen. Fig. 14 ist eine graphische Darstellung der Impe danz des Sensorfilms 330. Wenn sich kein Gewicht auf dem Sitz kissen 262 befindet, so ist die Impedanz des Films recht hoch. Wenn das Gewicht ansteigt, nimmt die Impedanz ab. Die graphische Darstellung zeigt, daß auf dem Sitz zur Zeit t1 ein Insasse sitzt.

Für die Zwecke der Konstruktion und der Auswertung von Insassen rückhaltesystemen haben industrielle Normen auf einer theoreti schen Basis die Bevölkerung insgesamt berücksichtigend ein Mo dell vorgesehen. Diese Standards oder Normen definieren theore tische Individuen hinsichtlich Gesamtgewicht, Höhe, Oberkörper länge und verschiedener anderer anatomischer Eigenschaften. Ba sierend auf tatsächlichen Messungen einer dieser Eigenschaften, wie beispielsweise des Gewichts, können andere Eigenschaften ei nes Fahrzeuginsassen angenommen werden, und zwar mit einer vor bestimmten statistischen Genauigkeitswahrscheinlichkeit aus den industriellen Standards. Beispielsweise korreliert die Fig. 15 Änderungen im Widerstandswert des Films 330 mit Gewichten von theoretischen Männern in diesen industriellen Standards. Bei spielsweise ein 95. Prozentil (bezeichnet 95% in Fig. 15) Mann wiegt 220 englische Pfund, ein 50. Prozentil Mann wiegt 165 englische Pfund und ein 3 Jahre altes Kind wiegt 30 englische Pfund. Die Steuervorrichtung 250 steuert den Einsatz des Luftkissens 226, basierend auf der Änderung des Widerstandswerts des Films 330 und des berechneten Gewichts des Insassen. Abhängig von dem Gewicht des Insassen und seinen damit in Beziehung stehenden theoretischen anatomischen Dimensionen wird das Luftkissen 26 in einem Zusammenstoßzustand zum Einsatz gebracht, und zwar zu ei ner Zeit nach dem Einsetzen des Zusammenstoßes, die -abgeleitet wird aus vorzugsweise einer Nachsehtabelle. Die Daten, die in der Nachsehtabelle gespeichert sind, werden aus früheren soge nannten historischen Daten und/oder empirischen Tests abgelei tet. Das detektierte Gewicht des Insassen wird auch durch die Steuervorrichtung 250 verwendet, und zwar zusammen mit der Posi tion des Insassen, um die Ablaßventile 238, 239 zu steuern. Fig. 16 ist eine Mehrzweckdarstellung der Steuerung der Ablaßventile 238, 239. Zum ersten zeigt die Fig. 16 einen Prozentsatz des Gases, das durch die Ablaßventile abgelassen wurde, und zwar als Funktion des festgestellten Gewichtes des Insassen. Je leichter der Insasse ist, der auf dem Sitz 234 sitzt, umso größer ist der Prozentsatz des von den Gasquellen 232, 233 abgelassenen Gases, welches von dem Luftkissen 226 weggeleitet und abgelassen werden sollte. Zum zweiten veranschaulicht die Fig. 16 einen Prozentsatz des durch die Ablaßventile abgelassenen Gases, und zwar als Funktion der Position des Insassen auf dem Sitz. Je nä her der Insasse sich zur Abdeckung 230 befindet, umso größer ist der Prozentsatz des Gases, der von den Gasquellen 232, 233 abge lassen werden sollte. Die Größe des Gasablasses, erforderlich für Gewicht und Abstand, basieren auf historischen Daten ein schließlich empirisch bestimmten Daten.

Die Steuervorrichtung 250 verwendet weiterhin das Gewicht des Insassen zur Steuerung, ob ein Zünder oder beide Zünder während des Fahrzeugzusammenstoßes, der den Einsatz des Luftkissens er forderlich macht, gezündet werden sollen. Wenn beispielsweise das Gewicht des Insassen als kleiner bestimmt wird, als das ei ner 50.sten Perzentilperson, kann nur einer der Zünder 233 ge zündet werden. Wenn das Insassengewicht mit größer als einer 50.sten Perzentilperson bestimmt wird, so können beide Zünder gezündet werden.

Die Steuervorrichtung 250 überwacht den Abstand zwischen dem In sassen und der Vorderabdeckung 230 der Luftkissenanordnung 222. Dieser Abstand wird bestimmt durch das Bekanntsein der Position des Sitzes 234 vom Sitzpositionsfühler 272, der Neigung des Sitzrückens vom Sensor 270 und der Position des Insassen auf dem Sitz 234, basierend auf Ausgangssignalen von den Sensoren 260 und 266. Eine Bestimmung wird dahingehend vorgenommen, ob sich der Insasse an einer Stelle relativ zur Luftkissenanordnung be findet, für die das Luftkissen keinen effektiven Schutz in einem Zusammenstoßzustand vorsehen würde. Wenn bestimmt wird, daß ein Insasse an dieser Stelle mit ineffektiven Schutz sitzt, so wird das Luftkissen bei einem Fahrzeugzusammenstoß nicht zum Einsatz gebracht. Die Steuerung der Zündung von einem oder beiden Zün dern kann auch infolge der abgefühlten Position des Insassen ge steuert werden.

Die Fig. 17 und 18 stellen graphisch die Orientierung oder Ziel steuerung für die Luftkissenanordnung 222 links/rechts bzw. auf/ab dar. Wenn aus den Positionssensoren 300 bestimmt wird, daß der Insasse im linken Teil des Sitzes sitzt, so wird die Luftkissenanordnung 222 nach links verdreht. Wenn aus den Posi tionssensoren 300 bestimmt wird, daß der Insasse auf dem rech ten Teil des Sitzes sitzt, so wird die Luftkissenanordnung 222 nach rechts verdreht. Wenn von den Positionssensoren 300 be stimmt wird, daß der Insasse auf dem vorderen Teil des Sitzes sitzt, so wird die Luftkissenanordnung 222 nach oben verdreht. Wenn von den Positionssensoren 300 bestimmt wird, daß der In sasse im hinteren Teil des Sitzes sitzt, so wird die Luftkissen anordnung 222 nach unten verdreht.

Das Ziehen oder Orientieren der Luftkissenanordnung 222 wird durch die Motortreibersteuerung 282 gesteuert. Die Motortreiber steuerung 282 ist eine Schrittmotorsteuervorrichtung, wobei die Motoren 240, 242 vorzugsweise Schrittmotoren sind. Die Steuer vorrichtung 250 gibt eine Horizontalpositionssteuerausgangsgröße (horizontal position control) ab, und zwar einschließlich einer horizontalen Schritteingangsgröße (horizontal step input) und einer Richtungsbefähigungseingangsgröße (direction enable in put). Die Steuervorrichtung 250 gibt eine vertikale Positions steuerausgangsgröße (vertical position control) ab, und zwar einschließlich einer vertikalen Schritteingangsgröße (vertical step input) und einer Richtungsbefähigungseingangsgröße (direction enable input). Basierend auf diesen Eingangssignalen von der Steuervorrichtung 250 gibt die Motorsteuervorrichtung 282 geeignete Treibersignale an die Motoren 240, 242 in an sich bekannter Weise ab.

Der Sensor 264 im Sitzkissen 262 ist ein piezoelektrischer Film von der Art, die die infrarote Energie detektiert. Wenn ein In sasse auf dem Sitz 234 sitzt, so gibt er infrarote Energie ab, die durch den Sensor 264 abgefühlt wird. Dieser Sensor sieht dann ein Signal vor, welches anzeigt, ob das Objekt auf dem Sitz 234 belebt oder nicht belebt ist. Der Sensor 264 ist mit der Steuervorrichtung 250 verbunden. Wenn während eines Zusammen stoßzustandes ein unbelebtes Objekt auf dem Sitzkissen sich be findet, so wird das Luftkissen 226 nicht zum Einsatz gebracht.

Fig. 19 zeigt die Ausgangsgröße des Sensors 264. Die Ausgangs größe des Infrarotsensors ist eine Spannung mit einem Wert, der die Temperaturänderung, dem der Sensor ausgesetzt ist, anzeigt. Wenn die Steuervorrichtung 250 eine große Spannung vom Sensor 264 überwacht, so zeigt dies an, daß ein belebtes Objekt auf dem Sitz sitzt. Die graphische Darstellung zeigt, daß ein Insasse auf dem Sitz zur Zeit t1 sitzt.

Der Sitzrückenlehnensensor oder hintere Sitzsensor 266 ist vor zugsweise ein piezoelektrischer Sensor identisch in Struktur mit den Sensoren 60 und 300 und er kann entweder ein einziger Sensor oder eine Anordnung sein. Der Sensor 266 ist mit der Steuervor richtung 250 verbunden und liefert eine Anzeige dahingehend, ob der Insasse ganz hinten auf dem Sitz 262 sitzt. Der Kontaktarm für den Sensor 266 ist viel näher seiner zugehörigen Filmschicht angeordnet, so daß nur eine kleine Kraftgröße erforderlich ist, am hinteren Teil des Sitzes, um eine Zustandsänderung der elek trischen Charakteristik des Filmes hervorzurufen.

Die Steuervorrichtung 250 ist in diesem Anordnungsausführungs beispiel unter Bezugnahme auf Fig. 12 vorzugsweise ein Mikrocom puter, der separat verbunden ist mit dem Ausgang jedes der Sen soren 300, 302, 270, 272, 264 und 266. Die Ausgänge des Mikro computers sind mit den individuellen Zündern 254, 255 verbunden. Die Ausgänge des Mikrocomputers sind ebenfalls mit den Ablaßven tilen 238, 239 und auch mit der Motortreibersteuerung 282 ver bunden.

Die Fig. 20-22 sehen ein Flußdiagramm vor für den Steuerprozeß, wie er durch die Steuervorrichtung 250 vorgesehen wird. Im Schritt 400 wird die Steuervorrichtung 250 initialisiert, und zwar dadurch, daß man die im Prozeß verwendeten Zahlen auf Null setzt, die Flaggen zurücksetzt, anfangs das Luftkissen enabelt und anfangs das Luftkissen auf eine Mittelposition zielt. Im Schritt 402 werden die Sensorausgänge durch den Mikrokontroller oder die Mikrosteuervorrichtung abgetastet. Im Schritt 404 wird festgestellt, ob ein Objekt auf dem Sitz vorhanden ist. Für das in Fig. 9 gezeigte Ausführungsbeispiel kann irgendeiner der Sen soren 300, 302 oder 264 verwendet werden, um festzustellen, ob ein Insasse vorhanden ist. Die Sensoren 300, 302 und 264 sehen eine Anzeige dahingehend vor, ob ein Objekt auf dem Sitz sich befindet, unabhängig davon, ob das Objekt belebt oder nicht be lebt ist.

Wenn die Bestimmung im Schritt 404 negativ ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt 406 fort, wo ein Wert N gleich N+1 ge setzt wird. Das Verfahren schreitet zum Schritt 408 fort, wo eine Bestimmung gemacht wird, ob N gleich 10 ist. Die erste Be stimmung im Schritt 408 ist negativ, da N im Schritt 400 gleich Null gesetzt wurde. Der Prozeß geht dann schleifenartig zurück zum Schritt 402. Nach zehn Malen durch die Schritte 402, 404, 408 ist die Bestimmung im Schritt 408 zutreffend oder affirma tiv. Wenn die Bestimmung im Schritt 408 affirmativ ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 410, wo das Luftkissen "disabled" oder ent-bereitgestellt wird. Sodann geht der Prozeß schleifenartig zurück zum Schritt 402.

Wenn die Bestimmung im Schritt 404 affirmativ ist, schreitet der Prozeß zum Schritt 412, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob das Objekt auf dem Sitz ein Mensch ist oder nicht. Dies wird dadurch getan, daß man die Ausgangsgröße des Sensors 264 überwacht. Wenn die Bestimmung im Schritt 412 negativ ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 414 fort, wo das Luftkissen ent-bereitgestellt wird.

Wenn die Bestimmung im Schritt 412 affirmativ oder positiv ist, so schreitet das Verfahren zum "Schritt" 416, wo das Luftkissen in einem "enabled", d. h. bereitgestellten Zustand verbleibt. Dieser "Schritt" ist nicht-funktionell und ist in dem Flußdia gramm als eine Erinnerung dargestellt, daß das Luftkissen an diesem Punkt im Prozeß bereitgestellt bleibt. Der Prozeß schrei tet zum Schritt 418 fort, wo die Steuervorrichtung 250 bestimmt, welcher der Sensoren 300 in der Anordnung 260 EIN sind. Die Po sition der Insassen wird sodann im Schritt 420 aus dem EIN Sen soren in der Anordnung 260 bestimmt.

Sodann wird eine Bestimmung im Schritt 422 dahingehend gemacht, ob sich der Insasse auf dem Sitz außer Position befindet. Außer Position bedeutet, daß sich der Insasse in einer Position befin det, für die das Luftkissen keinen effektiven Schutz während ei nes Zusammenstoßzustandes vorsehen kann. Wenn die Bestimmung im Schritt 422 positiv ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 424, wo das Luftkissen in seinem nicht-einsatzbereiten Zustand gebracht wird.

Wenn die Bestimmung im Schritt 422 negativ ist, was bedeutet, daß der Insasse sich auf dem Sitz 234 an einer Stelle befindet, wo das Luftkissen einen effektiven Zusammenstoßschutz vorsehen würde, so schreitet der Prozeß zum Schritt 450 (Fig. 21), wo eine Bestimmung dahingehend vorgenommen wird, ob der Insasse in der hinteren Mitte des Sitzes sitzt. Wenn die Bestimmung im Schritt 450 positiv ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 452, wo das Gewicht des Insassen bestimmt wird. Wenn sich der Insasse in der hinteren Mitte des Sitzes 234 befindet, so benö tigt das Luftkissen keine weitere Zielung, da es auf die Mittel position im Schritt 400 eingestellt wurde.

Wenn die Bestimmung im Schritt 450 negativ ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 454, wo eine Bestimmung dahingehend vor genommen wird, ob der Insasse auf der vorderen Mitte des Sitzes sitzt. Wenn die Bestimmung im Schritt 454 positiv ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 456, wo die Luftkissenanordnung 222 nach unten zum Boden hin verdreht wird. Sodann schreitet der Prozeß zum Schritt 452. Wenn die Bestimmung im Schritt 470 nega tiv ist, so kehrt der Prozeß zum Schritt 450 zurück.

Wenn die Bestimmung im Schritt 454 negativ ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 458, wo eine Bestimmung dahingehend vorgenom men wird, ob der Insasse vorne links auf dem Sitz sitzt. Wenn die Bestimmung im Schritt 458 positiv ist, so schreitet das Ver fahren zum Schritt 460, wo die Luftkissenanordnung 222 nach un ten und nach links verdreht wird. Sodann schreitet der Prozeß zum Schritt 452.

Wenn die Bestimmung im Schritt 458 negativ ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt 462, wo eine Bestimmung dahingehend vorge nommen wird, ob der Insasse vorn rechts auf dem Sitz sitzt. Wenn die Bestimmung im Schritt 462 positiv ist, so schreitet das Ver fahren zum Schritt 462, wo die Luftkissenanordnung 222 nach un ten und rechts verdreht wird. Sodann schreitet der Prozeß zum Schritt 452.

Wenn die Bestimmung im Schritt 462 negativ ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 466, wo eine Bestimmung dahingehend vorgenom men wird, ob der Insasse hinten links auf dem Sitz sitzt. Wenn die Bestimmung im Schritt 466 positiv ist, so schreitet der Pro zeß zum Schritt 468, wo die Luftkissenanordnung 222 nach oben und links verdreht wird. Sodann schreitet der Prozeß zum Schritt 452.

Wenn die Bestimmung im Schritt 466 negativ ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 470, wo eine Bestimmung dahingehend vorgenom men wird, ob der Insasse hinten rechts auf dem Sitz sitzt. Wenn die Bestimmung im Schritt 470 positiv ist, so schreitet der Pro zeß zum Schritt 472, wo die Luftkissenanordnung 222 nach oben und rechts verdreht wird. Sodann schreitet der Prozeß zum Schritt 452. Wenn der Prozeß im Schritt 470 negativ ist, so kehrt der Prozeß zum Schritt 450 zurück.

Nachdem die Position des Insassen aus dem in Fig. 21 dargestell ten Prozeß bestimmt wurde, schreitet der Prozeß zum Schritt 452, wo das Gewicht des Insassen bestimmt wird. Der Prozeß schreitet zum Schritt 480, wo eine Bestimmung vorgenommen wird, und zwar basierend auf dem Gewicht des Insassen dahingehend, ob der In sasse annähernd die Größe eines theoretisch Dreÿährigen be sitzt. Diese Bestimmung und auch die anderen auf Gewicht basie renden Bestimmungen, die im folgenden beschrieben werden, basie ren darauf, daß das bestimmte Gewicht des Insassen eher inner halb eines Gewichtsbereiches liegend und nicht gleich einem be stimmten Gewicht ist. Wenn die Bestimmung positiv ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 482, wo 75% des gesamten Gases durch eine Gasquelle über ihr zugehöriges Ablaßventil abgelassen wird. Die andere Gasquelle wird nicht betätigt. Von einer nega tiven Bestimmung im Schritt 480 schreitet der Prozeß zum Schritt 484.

Im Schritt 484 wird eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob der Insasse die Größe einer 5. Perzentilperson besitzt. Wenn die Bestimmung positiv ist, so schreitet der Prozeß zum Schritt 486, wo 50% des gesamten Gases durch eine Gasquelle über ihr zugehö riges Ablaßventil abgegeben wird. Die andere Gasquelle wird nicht betätigt. Aus einer negativen Bestimmung im Schritt 484 schreitet das Verfahren zum Schritt 488.

Im Schritt 488 wird eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob der Insasse die Größe einer 25. Perzentilperson besitzt. Wenn die Bestimmung positiv ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt 490, wo 25% des gesamten Gases durch eine Gasquelle über deren zugehöriges Ablaßventil abgegeben werden. Die andere Gasquelle wird nicht betätigt. Aus einer negativen Bestimmung im Schritt 488 schreitet das Verfahren zum Schritt 492.

Im Schritt 492 wird eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob der Insasse in seiner Größe eine 50. Perzentilperson ist. Wenn die Bestimmung positiv ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt 494, wo das durch eine Gasquelle abgegebene Gas über haupt nicht (als nicht benötigt) abgelassen wird. Die andere Gasquelle wird nicht betätigt. Jedes detektierte Gewicht, wel ches größer ist als eine 50. Perzentilperson hat die Betätigung der zweiten Gasquelle zur Folge. Aus einer negativen Bestimmung im Schritt 492 schreitet das Verfahren zum Schritt 496.

Im Schritt 496 wird eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob der Insasse die Größe einer 75. Perzentilperson besitzt. Wenn die Bestimmung positiv ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt 498, wo 50% des durch die zweite Gasquelle abgegebenen Gases über deren zugehöriges Ablaßventil abgelassen wird. Von einer negativen Bestimmung im Schritt 492 schreitet das Verfah ren zum Schritt 500.

Im Schritt 500 wird eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob der Insasse die Größe einer 90. Perzentilperson besitzt. Wenn die Bestimmung positiv ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt 502, wo 25% des durch die zweite Gasquelle abgegebenen Gases über deren zugehöriges Ablaßventil abgelassen wird. Aus einer negativen Bestimmung im Schritt 500 schreitet das Verfah ren zum Schritt 504.

Im Schritt 504 wird eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob der Insasse die Größe einer 99. Perzentilperson besitzt. Wenn die Bestimmung negativ ist, so läuft der Prozeß schleifenartig zurück zum Schritt 480. Wenn die Bestimmung positiv ist, so schreitet das Verfahren zum Schritt 506, wo kein Gas aus keiner der Gasquellen abgegeben wird. Aus irgendeinem der Schritte 482, 486, 490, 494, 498, 502 oder 506 schreitet das Verfahren zurück zum Schritt 510, der eine Bestimmung der Position des Insassen ist, wie dies in Fig. 21 gezeigt ist.

Es sei bemerkt, daß die verschiedenen Schritte für die Gewichts- und Positionsbestimmung in irgendeiner Ordnung oder Reihenfolge vorgenommen werden können. Auch die Gewichtsbestimmungen und die Ablaßventileinstellungen können in kleineren Inkrementen vorge nommen werden, wenn dies zweckmäßig oder gewünscht ist. Ferner kann die Position des Insassen bestimmt werden und sodann würde der Prozeß abzweigen zu der geeigneten Aktion, basierend auf der festgestellten Position. In ähnlicher Weise kann das Gewicht des Insassen bestimmt werden und der Prozeß würde abzweigen zu ei ner geeigneten Aktion, basierend auf diesem bestimmten Gewicht.

Fig. 23 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von piezoelek trischen Filmsensoren 550 an einem Gummikissen 540 befestigt, um einen elektrischen, Impuls dann vorzusehen, wenn eine Auslenkung infolge des Gewichts des Insassen auf dem Sitzkissen auftritt. Durch Überwachung dahingehend, welche Filme 550 einen elektri schen Impuls vorsehen, kann die Position des Insassen bestimmt werden. Gewichtssensoren 560 sind ebenfalls am Gummikissen 540 befestigt und sehen eine Anzeige des Insassengewichtes vor, wel ches funktionell in Beziehung steht mit der Größe der Filmbie gung oder -versetzung. Die Positionssensoren 550 und die Ge wichtssensoren 560 sind auf dem Gummikissen in einem schach brettartigen Muster, wie oben beschrieben, angeordnet. Das Gum mikissen ist im Sitzkissen (Sitzpolster) an einer Stelle ange ordnet, die die Biegung des Kissens infolge des Gewichts und der Position des Insassen gestattet. Die Steuervorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel verarbeitet die Signale von den Gewichts filmsensoren in der gleichen Weise wie dies oben beschrieben wurde. Die Steuervorrichtung überwacht die Sitzpositionssensoren und bestimmt die Position des Insassen, infolge welcher die Po sitionsfilme einen Ausgangsimpuls vorsehen. Der Luftkissenein satz und die Richtung werden, wie oben beschrieben, gesteuert.

Abwandlungen der Erfindung sind dem Fachmann gegeben.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Eine Insassenabfühlvorrichtung zur Verwendung in einem Insassen rückhaltesystem weist einen Film (oder eine dünne Schicht) auf mit einer elektrischen Eigenschaft, die änderbare Zustände be sitzt und ferner ist ein Kontaktglied vorgesehen. Wenn ein In sasse auf einem Fahrzeugsitz sitzt, so drückt das Kontaktglied auf den Film und ändert den Zustand der elektrischen Eigen schaft. Eine elektrische Schaltung ist mit dem Film verbunden, um ein erstes Signal dann vorzusehen, wenn der Film anzeigt, daß ein Insasse nicht vorhanden ist, während ein zweites Signal dann erzeugt wird, wenn ein Insasse vorhanden ist, und schließlich wird ein drittes Signal dann erzeugt, wenn Film und Schaltung getrennt werden. Das Insassenrückhaltesystem wird dann in Be reitstellung gebracht, wenn entweder ein Insasse vorhanden ist oder ein elektrischer Fehlerzustand auftritt. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmt eine Anord nung von im Sitz angeordneten Sensoren die Position und das Ge wicht des Insassen und steuert den Einsatz des Insassenrückhal tesystems infolge der bestimmten Position und des Gewichts.

Claims

1. Insassenabfühlvorrichtung zur Verwendung in einem Insassen rückhaltesystem, wobei folgendes vorgesehen ist:
ein Film mit einer elektrischen Eigenschaft, die änderbare Zu stände besitzt;
ein Kontaktglied;
Mittel zur Anordnung des Filmes und des Kontaktglieds in einem Fahrzeug derart, daß das Vorhandensein eines Insassen einen kör perlichen Kontakt bewirkt zwischen dem Kontaktglied und dem Film, wobei der Kontakt zwischen dem Kontaktglied und dem Film eine Änderung in einem Zustand der elektrischen Eigenschaft des Filmes bewirkt, wobei die elektrische Eigenschaft einen ersten Zustand besitzt, wenn kein Insasse vorhanden ist und kein Kon takt besteht zwischen dem Kontaktglied und dem Film, und wobei die Eigenschaft einen zweiten Zustand besitzt, wenn ein Insasse vorhanden ist und Kontakt besteht zwischen dem Kontaktglied und dem Film;
elektrische Schaltungsmittel, verbunden mit dem Film zum Vorse hen eines ersten Signals dann, wenn die Eigenschaft den erwähn ten ersten Zustand besitzt, der anzeigt, daß ein Insasse nicht vorhanden ist, und wobei die elektrischen Schaltungsmittel ein zweites Signal dann vorsehen, wenn die Filmeigenschaft den zwei ten Zustand besitzt, der anzeigt, daß ein Insasse vorhanden ist, und wobei schließlich die elektrischen Schaltungsmittel ein drittes Signal dann erzeugen, wenn elektrische Eigenschaft den ersten oder zweiten Zustand nicht besitzt, wodurch angezeigt wird, daß die elektrischen Schaltungsmittel von dem Film ge trennt sind, und
Mittel zur Bereitstellung (enabling) des Insassenrückhaltesy stems, wenn eines der zweiten und dritten Signale durch die elektrischen Schaltungsmittel vorgesehen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film ein piezoelektrischer Film ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltungsmittel einen elektrischen Strom für den Film derart vorsehen, daß der Film schwingt, wobei der Kontakt zwischen dem Kontaktglied und dem Film eine Änderung der Schwin gung bewirkt und wobei die elektrischen Schaltungsmittel ferner die ersten, zweiten und dritten Signale infolge detektierter Os zillationen oder Schwingungen des Films vorsehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Kontakt zwischen dem Kontaktglied und dem Film die Schwingungen dämpft und wobei die elektrischen Schaltungsmittel Mittel aufweisen zum Vorsehen ei nes Gleichspannungswerts dann, wenn die Oszillationen oder Schwingungen gedämpft werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Schwingungen inner halb eines vorbestimmten Frequenzbandes liegen und wobei die elektrischen Schaltungsmittel ein Bandpaßfilter aufweisen, aus gelegt, um auf das vorbestimmte Frequenzband anzusprechen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das vorbestimmte Fre quenzband auf ungefähr 2 kHz zentriert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Film ein kraftabfühlender Widerstandsfilm ist und wobei die elektrische Eigenschaft die Impedanz ist, und wobei der Kontakt zwischen dem Dämpfungsglied und dem Film eine Änderung der Impedanz des Films bewirkt, wobei die Zustandsände rung der elektrischen Eigenschaft eine Änderung der Impedanz ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Insassenrückhaltesy stem ein Luftkissen aufweist und wobei die elektrischen Schal tungsmittel Mittel aufweisen zur Steuerung des Einsatzes des Luftkissens infolge der abgefühlten Impedanz des Films.

9. Insassenabfühlvorrichtung zur Verwendung in einem Insassen rückhaltesystem, wobei folgendes vorgesehen ist: ein piezoelek trischer Film zur Erzeugung eines elektrischen Signals bei Bie gung oder Verformung des Films; Mittel zur Befestigung oder An bringung des piezoelektrischen Films in einem Fahrzeugsitz der art, daß ein auf dem Fahrzeugsitz sitzender Insasse ein Verbie gen oder Verformen des Films hervorruft; und elektrisches Schaltungsmittel verbunden mit dem Film, um bei Detektion eines vom Film erzeugten Signals, das in Insassen rückhaltesystem in Betriebsbereitschaft oder seinen "enabling"- Zustand zubringen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Anbringungs- oder Be festigungsmittel ein Gummikissen aufweisen, welches in einem Fahrzeugsitz angeordnet ist.

11. Insassenabfühlvorrichtung zur Verwendung in einem Insassen rückhaltesystem, wobei folgendes vorgesehen ist:
ein kraftabfühlender Widerstandsfilm mit einer Impedanz, die sich bei Verbiegung oder Verformung des Films ändert;
Mittel zur Anordnung des Films in einem Fahrzeugsitz derart, daß ein auf dem Fahrzeugsitz sitzender Insasse eine Verbiegung oder Verformung des Films hervorruft; und
elektrische Schaltungsmittel, verbunden mit dem Film zum Vorsehen eines Bereitschafts- oder Enablesignals für ein Insassenrückhaltesystem bei Feststellung einer Impedanzänderung des Films.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Anordnungs- oder Be festigungsmittel ein Gummikissen aufweisen, welches in einem Fahrzeugsitz angeordnet ist.

13. Insassenabfühlvorrichtung zur Verwendung in einem Insassen rückhaltesystem, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Vielzahl von Abfühlelementen, angeordnet in einer N×M-An ordnung, wobei jedes Abfühlelement aus einem Film hergestellt ist, der eine elektrische Eigenschaft besitzt, die einen änder baren Zustand bei Verbiegung oder Verformung des Filmes besitzt;
Mittel zum Bewirken des Biegens oder Verformens von mindestens einem Teil der Anordnung von Elementen, wenn ein Insasse auf ei nem Fahrzeugsitz sitzt; und Steuermittel, verbunden mit jedem der Abfühlelemente der Anordnung zum Analysieren der elektri schen charakteristischen Zustände oder Eigenschaften der Abfühl elemente und Bestimmung der Position des Insassen aus der Ana lyse, wobei die Steuermittel ferner Mittel aufweisen zur Steue rung der Betätigung des Insassenrückhaltesystems infolge der be stimmten Position des Insassen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Abfühlelemente einen Kraftabfühlfilm aufweisen zum weiteren Vorsehen einer Anzeige des Gewichtes des Insassen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Film ein piezoelek trischer Film ist.

16. Insassenpositions- und Gewichtssensor zur Verwendung in ei nem Insassenrückhaltesystem, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Vielzahl von Abfühlelementen, angeordnet in einer N×M-An ordnung, wobei jedes Abfühlelement eine von zwei Filmarten auf weist mit einer elektrischen Charakteristik oder Eigenschaft mit änderbaren Zuständen beim Biegen oder Verformen des Films, wobei ein erster Film als ein Insassenpositionssensor und ein zweiter Film als ein Gewichtssensor arbeitet;
Mittel zum Bewirken der Biegung oder Verformung von mindestens einigen der Filme dann, wenn ein Insasse auf einem Fahrzeugsitz sitz;
Mittel zum Anbringen der Filme in einem Fahrzeugsitz; und Steuermittel, verbunden mit jedem der Abfühlelemente zum Analy sieren der elektrischen Eigenschaft der Filme und zum Vorsehen eines "disable"-Signals (Außer-Bereitschafts-Signal) dann, wenn die Zustände der elektrischen Eigenschaften der Filme in den Ab fühlelementen anzeigen, daß kein Insasse vorhanden ist und wobei ein enable- oder Bereitschaftssignal dann vorgesehen wird, wenn entweder (1) die Zustände der elektrischen Eigenschaften anzei gen, daß ein Insasse vorhanden ist oder (2) die Zustände der elektrischen Eigenschaft anzeigen, daß ein elektrischer Fehler zustand in den Abfühlelementen existiert,
wobei die Steuermittel ferner Mittel aufweisen zur Bestimmung der Position und des Gewichtes eines Insassen aus den Abfühlele menten und wobei zudem die Steuervorrichtung die Betätigung des Insassenrückhaltesystems steuert infolge der bestimmten Position und des Gewichts eines solchen Insassen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die ersten Filmelemente piezoelektrische Filmelemente und die zweiten Filmelemente ein Kraftabfühlwiderstandsfilm sind.

18. Insassenpositionssensor zur Verwendung in einem Insassen rückhaltesystem, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Vielzahl von Abfühlelementen, angeordnet in einer N×M- Anordnung, wobei jedes Abfühlelement ein oder zwei Arten von Film aufweist, wobei ein erster Film als ein Insassenpositions sensor und ein zweiter Film als ein Gewichtssensor arbeitet;
Mittel zum Bewirken einer Verformung oder Biegung von mindestens einem Teil des Films dann, wenn der Insasse auf einem Fahrzeug sitz sitzt;
Mittel zur Anordnung oder Befestigung der Filme, wobei diese Mittel ein Kontaktglied aufweisen, und wobei das Kontaktglied in dem Fahrzeugsitz derart vorgesehen ist, daß das Vorhandensein eines Insassen auf dem Sitz einen physikalischen oder körperli chen Kontakt bewirkt zwischen dem Kontaktglied und der Vielzahl der Sensorelemente, wobei ferner der Kontakt zwischen dem Kon taktglied und den Sensorelementen eine Änderung in einem Zustand der elektrischen Eigenschaft assoziiert mit jedem der Sensorele mente vorsieht, wobei bestimmte der Sensorelemente eine elektri sche Eigenschaft besitzen mit einem ersten Zustand, wenn kein Insasse vorhanden ist und kein Kontakt vorhanden ist zwischen dem Kontaktglied und dem bestimmten der Sensorelemente, und wo bei diese ferner einen zweiten Zustand dann besitzen, wenn ein Insasse vorhanden ist und Kontakt besteht zwischen dem Kontakt glied und dem bestimmten der Sensorelemente; Steuermittel, ver bunden mit jedem der Sensorelemente zum Analysieren der Zustände der Sensorelemente und zum Vorsehen eines Außerbereitschafts bringungssignals dann, wenn die Zustände anzeigen, daß kein In sasse vorhanden ist, und wobei ein Bereitschaftssignal dann er zeugt wird, wenn entweder (1) die erwähnten Zustände anzeigen, daß ein Insasse vorhanden ist und (2) die Zustände anzeigen, daß ein elektrischer Fehlerzustand in der Anordnung vorliegt; und
wobei die Steuermittel ferner Mittel aufweisen zur Bestimmung der Position und des Gewichts eines Insassen aus den Abfühlele menten und wobei diese Mittel die Betätigung des Insassenrück haltesystems steuern, und zwar infolge der bestimmten Position und des Gewichtes dieses Insassen.

19. Insassenrückhaltesystem für ein Fahrzeug, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Luftkissenanordnung beweglich angeordnet in einem Arma turenbrett des Fahrzeugs, wobei die Luftkissenanordnung ein Luftkissen aufweist;
Mittel zur Bewegung der Luftkissenanordnung nach oben, nach un ten, nach rechts und nach links bezüglich eines Insassensitzes; eine N×M-Anordnung von Positions- und Gewichtssensoren, ange ordnet in dem Insassensitz und zum Vorsehen einer Anzeige einer linken, rechten, vorderen und hinteren Position des Insassen auf dem Sitz und ferner zur Anzeige eines Gewichts des Insassen;
Zusammenstoßsensormittel zum Vorsehen eines Signals beim Auftre ten eines Fahrzeugzusammenstoßes; und
Steuermittel verbunden mit der Luftkissenanordnung, den Bewe gungsmitteln, der Anordnung und den Zusammenstoßsensor zum (1) Steuern der Position der Luftkissenanordnung infolge der abge fühlten Position des Insassen und (2) Steuerung des Einsatzes des Luftkissens infolge des Signals von dem Zusammenstoßsensor und sowohl der abgefühlten Position als auch des Gewichts des Insassen.

20. System nach Anspruch 19, wobei ferner ein Infrarotsensor vorgesehen ist zum Vorsehen einer Anzeige für die Steuermittel dahingehend, ob das Objekt auf dem Sitz belebt oder nicht belebt ist, wobei die Steuermittel den Einsatz des Luftkissens außer Betrieb setzen (disabling), wenn das Objekt nicht belebt ist.

21. System nach Anspruch 19, wobei die Positionssensoren aus pie zoelektrischem Film hergestellt sind.

22. System nach Anspruch 19, wobei Gewichtssensoren aus Kraftab fühlwiderstandsfilm hergestellt sind.

23. System nach Anspruch 19, wobei die Positions- und Gewichts sensoren in einem Schachbrettmuster positioniert sind.

24. System nach Anspruch 19, wobei die Luftkissenanordnung eine Gasquelle aufweist, die bei Betätigung Gas liefert zum Aufblasen des Luftkissens und wobei das System ferner ein Ablaßventil auf weist, verbunden mit der Gasquelle und elektrisch verbunden mit den Steuermitteln, die das Ablaßventil derart steuern, daß Gas von der Gasquelle abgelassen wird entsprechend dem abgefühlten Gewicht des Insassen.

25. System nach Anspruch 19, wobei die Luftkissenanordnung zwei gesonderte Gasquellen aufweist, die, wenn sie individuell betä tigt sind, Gas zum Aufblasen des Luftkissens vorsehen, wobei die Steuermittel Mittel aufweisen, um zu steuern, ob ein oder beide Gasquellen infolge des abgefühlten Gewichtes des Insassen betä tigt werden.

26. System nach Anspruch 25, wobei ferner zwei Ablaßventile vor gesehen sind, wobei jede Gasquelle ein zugehöriges Ablaßventil aufweist, wobei die Steuermittel verbunden sind mit jedem Ablaß ventil zur Steuerung des Gasablasses von den beiden Gasquellen infolge des abgefühlten Gewichtes des Insassen.

27. System nach Anspruch 19, wobei die Steuermittel Mittel auf weisen, um den Einsatz des Luftkissens unmöglich zu machen, d. h. außer Betriebsbereitschaft zu bringen, wenn bestimmt wird, daß ein Insasse an einer Stelle sitzt, die für einen Schutz in effektiv ist.

28. System nach Anspruch 19, wobei die Sensoren in einem Gehäuse angeordnet sind und Kontaktglieder aufweisen, wobei jeder Posi tions- und Gewichtssensor ein elektrischer Film ist und ein zu gehöriges Kontaktglied aufweist, und wobei ferner ein auf dem Sitz sitzender Insasse bewirkt, daß mindestens einige der Kon taktglieder ihren zugehörigen Film kontaktieren, wobei schließ lich der Kontakt eines Films durch sein Kontaktglied eine Ände rung in einer elektrischen Eigenschaft oder Charakteristik des Films hervorruft und wobei die Steuermittel Mittel aufweisen, um die Zustandsänderung der elektrischen Eigenschaft abzufühlen, wobei die Zustandsänderung der elektrischen Eigenschaft eine An zeige für die Position und das Gewicht des Insassen sind.

29. System nach Anspruch 19, wobei die Sensoren elektrische Filme sind, die auf einem flexiblen Kissen angebracht sind, und wobei ein auf dem Sitz sitzender Insasse bewirkt, daß mindestens einige der Filme sich biegen, wobei die Biegung der Filme eine Änderung im Zustand einer assoziierten elektrischen Eigenschaft der Filme hervorruft, und wobei die Steuermittel Mittel aufwei sen, um solche Änderungen der Zustände der elektrischen Eigen schaften abzufühlen, die für die Position des Gewichts des In sassen charakteristisch sind.

30. Insassenabfühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ferner Zu sammenstoßfühlermittel vorgesehen sind, um ein Signal vorzuse hen, welches einen Wert besitzt, welches eine Anzeige für einen Fahrzeugzusammenstoß vorsieht und wobei die elektrischen Schal tungsmittel ferner Mittel aufweisen zur Bestimmung der Geschwin digkeit des Zusammenstoßzustandes aus dem Signal von den Zusam menstoßsensormitteln, wobei die Steuermittel das Luftkissen zum Einsatz bringen, wenn die Geschwindigkeit des Zusammenstoßes größer ist als eine vorbestimmte Größe.