DE10126699B4 - Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte - Google Patents
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Abstract
Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtlast über ein Federsystem zur Verlagerung der Gurtachse führt und diese Verlagerung vom Fotodetektor entweder durch die Lage des Gurtwickels (107), oder einer entsprechenden Anordnung die das Kontrastbild verändert, sensiert wird.
Description
- Stand der Technik
- Bei Sicherheitsgurten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sind folgende Zustandserkennungsmethoden bekannt:
Auf dem Gurt werden Markierungen aufgebracht und mittels einer Reflexlichtschranke die Auszugslänge mitgezählt (DE 29 14 643 A1 ). - Hierbei wird das Abrollen des Gurtes über eine codierte Steuerscheibe erfasst und der Drehwinkel der Gurtspule gemessen (
DE 199 22 720 A1 ). - Des weiteren sind folgende Methoden bekannt:
- – Kontakte oder ähnliche Einrichtungen für die Überwachung des Gurtschlosses
- – Beschleunigungspendel zur Arretierung des Abwickelmechanismus bei Beschleunigungen
- – Kraftbegrenzungseinrichtung bei der Anwendung von Gurtstrammern
- – Gurtspendemechanismus für zweitürige Fahrzeuge, die beim Einsteigen dem Fahrer oder Frontinsassen den Gurt „reichen".
- Aufgabe der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es folgende Funktionen darzustellen
- – Ermittlung des Abrollstatus des Gurtes und damit eine Zustandsinformation zu erhalten, ob der Gurt angelegt ist oder nicht angelegt und die Ausdehnung der Person abzuschätzen
- – Messung der Bewegungsgeschwindigkeit bei Vorbelastung durch Precrash oder Notbremsung
- – Messung der Belastung des Sicherheitsgurtes während kritischer Phasen
- – Messung der Dosierung der Gurtstrafferfunktion
- – Erkennung von Abnutzungen wie Gurtverschleiß oder/und Erlahmung der Rückholfeder
- – Kombination der Ergebnisse und Daten des Zustandserkennungssystems mit einem Sicherheitsmanagementsystem
- Beschreibung der Erfindung
- Die Erfindung wird anhand der
1 bis7 beschrieben. - Entsprechend
1 wird der übliche Wickeldorn101 des Sicherheitsgurtes mittels einer Feder108 in seiner Position gehalten. Über eine Optik104 wird der Gurtwickel107 des Sicherheitsgurtes auf eine Fotosensorzeile103 abgebildet. Zur Beleuchtung dient eine Beleuchtungsquelle106 die über die Beleuchtungsoptik105 den Gurtwickel beleuchtet. - Entsprechend
2 . entsteht an der Fotosensoranordnung103 eine201 . Der kompakte Teil des Gurtwickels202 der Spalt203 und/oder der abgehende Gurt102 ergeben ein gut deutbares Fotosensorsignal204 . Neben dem abgehenden Gurt205a und dem Wickeldorn205b sind auch die einzelnen Windungen im Kontrast205 erkennbar. Würde der Gurt weiter auf- oder abgewickelt, ändert sich die Abbildung des Gurtwickels entsprechend damit kann einerseits die verbrauchte Länge abgeschätzt werden, andererseits auch dadurch, dass in kurzen zeitlichen Abständen die verbrauchte Länge registriert wird die Abwickelgeschwindigkeit gemessen werden. Erhöht sich die Last am Gurtsystem, dann wird entsprechend3 das Fotosensorsignal204 durch die Verlagerung des Wickeldornes nach oben einen geringeren Spalt302 gegenüber203 in2 aufweisen. Dies ist im Kontrast303 im Fotozeilesignal204 durch den geringeren Abstand zwischen Abbildung des Gurtwickels205c und Abbildung des abgehenden Gurtes205a deutlich erkennbar. Damit ist bei bekannter Federkonstante und geometrischer Anordnung die Last gut abschätzbar. -
4 zeigt ein Beispiel eines Zustandserkennungssystems gemäß Erfindung. Der Wickeldorn101 sitzt auf der Achse402 die ihrerseits mit dem Federsystem403 am Chassis des Fahrzeuges befestigt ist. Dabei kann die übliche Halterung am Fahrzeug so gestaltet sein, dass sie als Feder wirkt. Der Gurtwickel202 und der abgehende Gurt102 werden über die Beleuchtungsoptiken105a und105b über jeweils eine oder mehrere Lichtquellen z. B. Leuchtdioden106a und106b beleuchtet. - Über die Optik
104 wird die Anordnung auf z. B. eine Fotodetektorzeile103 abgebildet. Die Leuchtdioden können von der Signalauswertungs- und Mikroprozessoreneinheit401 so gesteuert werden, daß eine kontinuierliche oder impulsförmige Beleuchtung erzeugt wird. Die Kontrastsignale der Fotodetektorzeile gemäß2 und3 werden in der Signalauswertung und Mikroprozessoreneinheit401 so ausgewertet, daß im Gesamtsystem404 die Werte gemäß Aufgabenstellung wie: - – Ermittlung des Abrollstatus und damit die Informationen ob der Gurt angelegt ist oder nicht und die Ausdehnung der Person zu erhalten
- – Messung der Abwickelgeschwindigkeit und damit Ermittlung der Bewegungsgeschwindigkeit bei Vorbelastung durch Precrash oder Notbremsung
- – Messung der Belastung des Sicherheitsgurtes während kritischer Phasen
- – Messung der Dosierung der Gurtstrafferfunktion
- – Erkennung von Abnützungen wie Gurtverschleiß oder/und Erlahmung der Rückholfeder
- – Kombination Ergebnisse und Daten der Zustandserkennungszeit mit dem Sicherheitsmanagementsystem
- Damit kann z. B. durch die normale Position und Länge des Gurtes und die Kraft beim Aufprall auf eine Out-of-Position Lage geschlossen werden und das Airbagsystem entsprechend gesteuert werden.
- Die Einbindung des Zustandserkennungssystems für den Sicherheitsgurt in das Airbagsystem ist in
5 gezeigt. Hier ist z. B. als weitere Ausführungsform der Erfindung die Lagerung506 des Wickeldornes101 an einem Druckkraftsensor505 angeflanscht. Dieser übermittelt sowohl die kurzzeitig auftretenden Kräfte als auch die Körperschallgeräusche, erzeugt durch abrollen und einrasten der Sperrklinken oder sonstiger Sperrmechanismen der Signalauswertung und Mikroprozessoreinheit401 . Auch die Gurtschloßüberwachung z. B. durch den Hallgenerator502 kann der Einheit401 zugeführt werden. Eine einfache optische Sitzbelegungserkennung504 , wie z. B. in derDE4400664 beschrieben die z. B. im Bereich der Fahrzeuginnenleuchte angebracht ist, liefert die Daten an die Signalauswertungs- und Mikroprozessoreinheit401 . Durch Kombination und logische Verknüpfung der Daten aus dem Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte und den bekannten Sensoren kann sehr genau über die Sicherheitsgurtsituation, die Ausdehnung und momentane Lage der Person geschlossen werden. Außerdem ist eine redundante Überwachung der Sicherheitsgurtnutzung möglich. - Alle gewonnenen Daten werden auf Plausibilität untersucht, und die Ergebnisse zur Steuerung des Airbagsystems
503 verwendet, z. B. zur Anpassung der Auslösephilosophie als Funktion der Gurtbenutzung, dessen Zustand, der Ausdehnung und der Position der Person. - Verschleiß und Vorbelastungen am Gurt selbst und an der Vorrichtung können detektiert werden und ein entsprechend notwendiger Austausch der Sicherheitsgurtsystemteile kann Z. B. über das Sicherheitssystem angezeigt und dessen Nichtbeachtung gespeichert werden.
- Mit dem System kann in gleicher Weise die im Gurtsystem befindliche Wickelfeder abgebildet und deren Zustand und Position beurteilt werden um Rückschlüsse auf die aufgabengemäßen Daten ziehen zu können. Bei geeigneter Anordnung der Mechanik und Optik ist mit dem gleichen System die Überwachung von Wickelfeder und Gurtwickel möglich. Aus dem Zustand der Wickelfeder sind auch die benötigten Längen des Sicherheitsgurtes sehr gut ableitbar. Die Überwachung von Gurtwickel und Wickelfeder kann mit dem gleichen System auch parallel erfolgen.
- Entsprechend
6 ist die Lage der Lagerung des Wickeldornes nicht nur, wie in1 ,2 und3 gezeigt, möglich, sondern auch durch die Einführung z. B. eines Last-Keiles601 der auf der Fotosensorzeile entsprechend abgebildet wird und durch die Verlagerung in Richtung der Gurtspannung bei steigender Gurtspannung auf eine zunehmende Zahl von Detektoren abgebildet wird. Im Fotozeilensignal ist entsprechend7 damit durch die Breitenänderung des entsprechenden Kontrastsignals703 die Lage des Lastkeiles sehr gut detektierbar. Die Lage ist ebenso mit anderen geometrischen Anordnungen, die das Kontrastbild als Funktion der Lage ändern, detektierbar wie z. B. durch in 45 Grad angeordnete Einzel- oder Mehrfachstreifen oder Stufenkonturen.
Claims (9)
- Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtlast über ein Federsystem zur Verlagerung der Gurtachse führt und diese Verlagerung vom Fotodetektor entweder durch die Lage des Gurtwickels (
107 ), oder einer entsprechenden Anordnung die das Kontrastbild verändert, sensiert wird. - Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtwickel und oder der abgehende Gurstrang mittels einer Beleuchtung und Fotodetektoranordnung (
103 ) überwacht wird und der Zustand des Wickels (202 ) und des abgehenden Gurtes (102 ) zur Feststellung seiner Anwendung und zur Ermittlung der statischen und dynamischen Belastung dient. - Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach Anspruch 1 und/oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass dieses System allein und oder in Kombination mit anderen Sitzbelegungssystemen zur Out-of-Position Erkennung verwendet wird.
- Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach Anspruch 1 und/oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Last und die typischen Funtionsgeräusche über Körperschall durch einen Druckkraftsensor detektiert werden.
- Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtwickel und oder die Aufwickelfeder durch das System überwacht werden und oder die Auswertung zur Steuerung des Sicherheitssystems dient.
- Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß über die Datenauswertung des Systems die Airbag- und Gurtstrafferfunktion gesteuert und oder geregelt wird.
- Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Beurteilung das Kontrastbild von einer oder mehreren CCD oder CMOS-Zeilen herangezogen wird.
- Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass als Druckkraftsensor ein piezoelektrisches Sensorsystem zum Einsatz kommt.
- Zustandserkennungssystem für Sicherheitsgurte nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der normalen Gurthalterung so gestaltet wird, dass sie zugleich als Druckkraftfeder wirkt.
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