DE102005002866B4 - safety belt - Google Patents

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Abstract

Sicherheitsgurteinrichtung mit einem teilweise auf eine Gurtspule (10) aufgewickelten Gurtband (12), das wenigstens einen sich zumindest über einen Teil der Länge des Gurtbandes erstreckenden elektrischen Leiter aufweist, und einer Einrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge des Gurtbandes, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge des Gurtbandes (12) die Kapazität und/oder die Induktivität des auf die Gurtspule aufgewickelten, in dem Gurtband befindlichen elektrischen Leiters misst.safety belt with a webbing (12) partially wound on a belt reel (10), the at least one is at least part of the length of the Has webbing extending electrical conductor, and a Device for determining the extension length of the webbing, thereby in that the device for determining the extension length of the Webbing (12) the capacity and / or the inductance of the wound on the belt reel, located in the webbing electrical Ladder measures.

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a safety belt device according to the preamble of claim 1.

Ein Sicherheitsgurtsystem in einem modernen Kraftfahrzeug weist zumindest folgende Bestandteile auf: Einen Aufroller, in dem sich drehbar gelagert eine Gurtspule befindet, auf der das Gurtband aufgewickelt ist, eine am Gurtband angeordnete Gurtzunge und ein am Sitz oder am Fahrzeug angeordnetes Gurtschloss, in das die Gurtzunge eingesteckt werden kann. Die Gurtspule ist hierbei von einer Feder derart beaufschlagt, dass das Gurtband automatisch eingezogen wird und sich bei angelegtem Gurt die benötigte Gurtbandlänge stufenlos einstellt.One Seat belt system in a modern motor vehicle has at least following components: A reel, in which rotatably mounted a belt spool is on which the webbing is wound, a Gurtzunge arranged on the strap and on the seat or on the vehicle arranged belt buckle, in which the belt tongue are inserted can. The belt reel is in this case acted upon by a spring, that the webbing is pulled in automatically and when put on Strap the needed webbing infinitely adjustable.

Für manche Anwendungen ist es wichtig zu wissen, wie weit das Gurtband ausgezogen ist. Beispielsweise lassen sich aus dieser Information Rückschlüsse auf die Größe und damit das Gewicht des Insassen ziehen. Diese Information wiederum kann für die Steuerung eines adaptiven Airbagsystems oder eines adaptiven Kraftbegrenzungssystems eines Aufrollers benötigt werden.For some Applications it is important to know how far the webbing pulled out is. For example, conclusions can be drawn from this information the size and with it pull the weight of the occupant. This information in turn can be used for the controller an adaptive airbag system or an adaptive force limiting system a retractor needed become.

Eine andere Anwendung ergibt sich beispielsweise aus der DE 100 33 985 B4 . Hier ist eine Sicherheitsgurteinrichtung beschrieben, deren Gurtband mehrere Mikrophone trägt. Diese Mikrophone sind Teil einer Freisprecheinrichtung eines Telefonsystems. Die DE 100 33 985 B4 schlägt vor, die Gurtauszugslänge als Steuergröße dafür zu benutzen, welches der Mikrophone am besten positioniert ist und damit zur Übertragung verwendet wird. Die Mikrophone sind an Drähte angeschlossen, die sich in oder auf dem Gurtband in dessen Längsrichtung erstrecken.Another application arises for example from the DE 100 33 985 B4 , Here is a seat belt device is described, the webbing carries several microphones. These microphones are part of a hands-free system of a telephone system. The DE 100 33 985 B4 Proposes to use the belt extension length as a control quantity for which of the microphones is best positioned and thus used for transmission. The microphones are connected to wires which extend in or on the webbing in its longitudinal direction.

Die Bestimmung der Gurtauszugslänge geschieht bei bisherigen Systemen in der Regel dadurch, dass die Umdrehungen der Gurtspule gezählt und diese Informationen in elektrische Signale umgewandelt werden. Diese Lösung ist mechanisch relativ aufwendig und hat insbesondere auch den Nachteil, dass zusätzliche mechanische Teile am Aufroller angeordnet werden müssen, was zusätzlichen Bauraum benötigt, welcher jedoch in der Regel knapp bemessen ist.The Determination of the belt extension length happens in previous systems usually characterized in that the Turns of the belt reel counted and this information is converted into electrical signals. These solution is relatively expensive mechanically and in particular has the disadvantage that additional mechanical parts on the retractor must be arranged, which additional Space required, which, however, is usually tight.

Aus der gattungsbildenden DE 100 26 444 A1 ist es bekannt, in das Gurtband einen mäandrierenden Leiter einzuweben und die Gurtbandlänge dadurch zu bestimmen, dass die Anzahl der an einem Sensor vorbeilaufenden Schlaufen gezählt werden. Hierdurch wird ein mechanisches Zählwerk vermieden, das mäandrierende Einweben des Leiters in das Gurtband ist jedoch relativ aufwendig.From the generic DE 100 26 444 A1 It is known to weave a meandering conductor into the webbing and to determine the length of webbing by counting the number of loops passing by a sensor. As a result, a mechanical counter is avoided, the meandering weaving of the conductor in the webbing is relatively expensive.

Aus der EP 0 997 358 A2 ist es bekannt, elektrische Leiter in das Gurtband einzuweben und deren Gesamtleitfähigkeit zu messen. Bei einer zu großen Zugbelastung des Gurtbandes brechen elektrische Leiter und die Gesamtleitfähigkeit sinkt. Aus dieser Information wird ein Warnsignal generiert um den Fahrer zu informieren, dass das Gurtband überlastet wurde.From the EP 0 997 358 A2 It is known to weave electrical conductors in the webbing and to measure their overall conductivity. If the webbing tension is too high, electrical conductors will break and the overall conductivity will drop. From this information, a warning signal is generated to inform the driver that the webbing has been overloaded.

Die JP 633 05 057 A beschreibt, wie mittels im Gurtband eingewobenen elektrischen Leitern eine Verdrehung des Gurtbandes sensiert werden kann.The JP 633 05 057 A describes how by means of woven in the webbing electrical conductors a rotation of the webbing can be sensed.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Sicherheitsgurteinrichtung dahingehend weiterzubilden, dass die Herstellung des Gurtbandes vereinfacht wird.Of these, Based on the object of the invention, a generic seat belt device to further develop that the production of the webbing is simplified.

Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitsgurteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is by a seat belt device with the features of claim 1.

Es ist bekannt, beispielsweise aus der bereits erwähnten DE 100 33 985. B4 , elektrische Leiter, in der Regel in der Form von gerade verlaufenden Metalldrähten, am oder im Gurtband vorzusehen. Diese elektrischen Leiter erstrecken sich zumindest über einen Teil der Länge des Gurtbandes. In der DE 100 33 985 B4 dienen die elektrischen Leiter dazu, die auf dem Gurtband angeordneten Mikrophone anzuschließen.It is known, for example from the already mentioned DE 100 33 985. B4 electrical conductors, usually in the form of straight metal wires, on or in the webbing. These electrical conductors extend at least over part of the length of the strap. In the DE 100 33 985 B4 serve the electrical conductors to connect the arranged on the webbing microphones.

Grundidee der Erfindung ist es, solche elektrische Leiter, die in manchen Fällen ohnehin vorhanden sind, zur Bestimmung der Gurtauszugslänge zu benutzen. Hierbei wird beispielsweise der Umstand ausgenutzt, dass sich bei Aufwickeln eines Drahtabschnitts dessen Induktivität erhöht. Bei passender Anordnung von wenigstens zwei Drähten am Gurtband kann beim Aufwickeln des Gurtbandes auch eine Erhöhung der Kapazität dieser Anordnung beobachtet werden. Die Änderung der Induktivität oder Kapazität korreliert direkt zur Gurtauszugslänge.The basic idea The invention is to provide such electrical conductors, which in some make anyway, to use to determine the belt extension length. Here, for example, the fact is exploited that at Winding a wire section whose inductance increases. at suitable arrangement of at least two wires on the webbing can during Winding the webbing also increases the capacity of this Arrangement are observed. The change in inductance or capacitance correlates directly to the belt extension length.

Bei Dreipunkt-Gurten ist ein Ende des Gurtbandes an einem zumeist als Ankerplatte bezeichneten Befestigungselement am Fahrzeug oder am Fahrzeugsitz stationär befestigt. Die Ankopplung der elektrischen Leiter ist in diesem Bereich besonders einfach und deshalb in vielen Fällen zu bevorzugen.at Three-point belts is one end of the webbing at one mostly as Anchor plate designated fastener on the vehicle or on the vehicle seat stationary attached. The coupling of the electrical conductors is in this Area particularly simple and therefore in many cases too to prefer.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:The The invention will now be described with reference to exemplary embodiments closer to the figures explained. Hereby show:

1a Eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung, wobei das Gurtband vollständig auf der Gurtspule aufgewickelt ist, 1a A schematic representation of a first embodiment of the seat belt device according to the invention, wherein the webbing is completely wound on the belt reel,

1b das in 1a Gezeigte bei teilweise ausgezogenem Gurtband, 1b this in 1a Shown with partially undressed webbing,

2 einen schematischen Querschnitt durch ein Gurtband des ersten Ausführungsbeispiels, 2 a schematic cross section through a webbing of the first embodiment,

3 einen nicht maßstäblichen Schnitt entlang der Ebene A-A aus 2, 3 a not to scale section along the plane AA 2 .

4 eine schematische Darstellung eines durch Aufwickeln des Gurtbandes gebildeten Schichtkondensators, 4 a schematic representation of a formed by winding the webbing layer capacitor,

5 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung und 5 a schematic representation of a second embodiment of the invention and

6 eine schematische Darstellung eines Gurtbandes, wie es im zweiten Ausführungsbeispiel verwendet sein kann. 6 a schematic representation of a webbing, as it may be used in the second embodiment.

Die 1a und b sind eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung. Das Gurtband 12 erstreckt sich von der als Befestigungselement dienenden Ankerplatte 20, an der das erste Ende 12a (s. hierzu auch 2) des Gurtbandes befestigt ist, über die Öse einer Gurtzunge (nicht dargestellt) und einen Umlenker (nicht dargestellt) bis zur Gurtspule 10, an der das zweite Ende 12b (s. hierzu auch 2) des Gurtbandes 12 befestigt ist. Die Gurtspule 10 ist in einem nicht dargestellten Aufrollergehäuse gelagert und von einer Feder beaufschlagt. Wie man beispielsweise anhand der 2 und 3 sieht, ist auf beiden Seiten des Gurtbandes 12 jeweils ein flacher Metalldraht 22a, 22b angeordnet. Die beiden Metalldrähte 22a, 22b sind jeweils mittels einer Isolierung 24 elektrisch isoliert. Anstelle eines Metalldrahtes kann auch ein Metallgeflecht oder gegebenenfalls auch ein elektrisch leitender Kunststoff eingesetzt werden.The 1a and b are a schematic representation of a first embodiment of the seat belt device according to the invention. The webbing 12 extends from the anchor plate serving as a fastener 20 at the first end 12a (See also this 2 ) of the webbing is fastened, via the eyelet of a belt tongue (not shown) and a deflector (not shown) to the belt reel 10 at the second end 12b (See also this 2 ) of the webbing 12 is attached. The belt reel 10 is mounted in a retractor housing, not shown, and acted upon by a spring. How to use the example 2 and 3 looks, is on both sides of the webbing 12 one flat metal wire each 22a . 22b arranged. The two metal wires 22a . 22b are each by means of insulation 24 electrically isolated. Instead of a metal wire and a metal mesh or possibly also an electrically conductive plastic can be used.

Die beiden Metalldrähte 22a, 22b sind in der Nähe der Ankerplatte 20 jeweils mit der Mess- und Auswerteeinheit 26 verbunden. Eine Kontaktierung eines der beiden Metalldrähte 22a, 22b im Bereich der Gurtspule 10, also am zweiten Ende 12b des Gurtbandes, ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht notwendig.The two metal wires 22a . 22b are near the anchor plate 20 each with the measuring and evaluation unit 26 connected. A contacting of one of the two metal wires 22a . 22b in the area of the belt reel 10 So at the second end 12b the webbing is not necessary in this embodiment.

Wie bereits erwähnt, zeigt 2 einen schematischen Längsschnitt durch das Gurtband 10 mit den beiden an seiner Oberfläche angeordneten Metalldrähten 22a und 22b.As already mentioned, shows 2 a schematic longitudinal section through the webbing 10 with the two metal wires arranged on its surface 22a and 22b ,

3 zeigt einen Schnitt entlang der Ebene A-A aus 2. Die beiden 2 und 3 sind weder im Verhältnis zueinander, noch im Verhältnis zur Realität maßstabsgetreu. Bei einem vollständig ausgezogenen Gurtband 12 ist die Anordnung ein langgestreckter Plattenkondensator, wobei das Gurtband das Dielektrikum bildet oder lediglich die Funktion eines Abstandshalters besitzt. Wird das Gurtband 12 teilweise auf die Gurtspule 10 aufgewikkelt, so entsteht hier ein Schichtkondensator, wie er schematisch in 4 dargestellt ist, welche einem Schnitt entlang der Ebene B-B aus 1b entspricht. Durch das Entstehen eines solchen gewickelten Schichtkondensators vergrößert sich die Kapazität der Anordnung beim Aufrollen des Gurtbandes 12. Diese Kapazitätsänderung wird durch die Mess- und Auswerteeinheit 26 gemessen, die ein hieraus abgeleitetes Signal, das zur Auszugslänge des Gurtbandes 12 korrespondiert, über den Signalausgang 28 abgibt. Die Mess- und Auswerteeinheit 26 ist also die Einrichtung zur Bestimmung des Gurtbandes. 3 shows a section along the plane AA 2 , The two 2 and 3 are not true to scale in relation to each other or in relation to reality. For a fully extended webbing 12 the arrangement is an elongated plate capacitor, wherein the webbing forms the dielectric or merely has the function of a spacer. Will the webbing 12 partly on the belt reel 10 aufgewikkelt, so here is a layer capacitor, as shown schematically in 4 which shows a section along the plane BB 1b equivalent. The emergence of such a wound layer capacitor increases the capacity of the arrangement when rolling up the webbing 12 , This capacity change is made by the measuring and evaluation unit 26 measured, which is a derived signal to the extension length of the webbing 12 corresponds, via the signal output 28 emits. The measuring and evaluation unit 26 So is the device for determining the strap.

Das Verhältnis zwischen Kapazitätsänderung und Gurtauszugslänge wird im allgemeinen experimentell bestimmt und die Mess- und Auswerteeinheit 26 entsprechend kalibriert. Die Messprinzipien zur Bestimmung der Kapazität einer Anordnung sind weithin bekannt und müssen hier nicht im Detail erläutert werden. Beispielsweise können Eigenfrequenz oder Dämpfungsverhalten eines Schwingkreises bestimmt werden, dessen veränderbarer Kondensator durch die eben beschriebene Anordnung gebildet wird.The ratio between capacitance change and belt extension length is generally determined experimentally and the measuring and evaluation unit 26 calibrated accordingly. The measurement principles for determining the capacity of an arrangement are well known and need not be explained in detail here. For example, natural frequency or damping behavior of a resonant circuit can be determined, whose variable capacitor is formed by the arrangement just described.

Die 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier verläuft ein Metalldraht 22 entlang der gesamten Länge des Gurtbandes 12. Die beiden Enden des Metalldrahtes sind mit der Mess- und Auswerteeinheit 26 verbunden. Die Kontaktierung des gurtspulenseitigen Endes ist in der Regel relativ leicht möglich, da sowohl Gurtspule 10 als auch das nicht dargestellte Aufrollergehäuse zumindest teilweise aus Metall bestehen.The 5 shows a second embodiment of the invention. Here is a metal wire 22 along the entire length of the webbing 12 , The two ends of the metal wire are with the measuring and evaluation unit 26 connected. The contacting of the bungspulenseitigen end is usually relatively easily possible because both belt reel 10 as well as the reel housing, not shown, at least partially made of metal.

Dennoch ist die Kontaktierung aufwendiger als im ersten Ausführungsbeispiel, da bewegliche Teile elektrisch miteinander verbunden werden müssen. Vorteil ist jedoch, dass man mit nur einem Metalldraht 22 auskommt, wie dies beispielsweise in 6 dargestellt ist. Der Leiter kann hier auch zwischen zwei zusammengenähten oder verwobenen Gurtbandlagen positioniert werden. Dies ist insbesondere bei aufblasbaren Gurtbändern eine gute Lösung, da hier ohnehin zwei Gurtbandlagen vorhanden sind. Hier können insbesondere auch vorgefertigte Flachbandleitungen verwendet werden.Nevertheless, the contacting is more complicated than in the first embodiment, since moving parts must be electrically connected to each other. The advantage, however, is that you can use only one metal wire 22 gets along, as for example in 6 is shown. The ladder can also be positioned between two sewn or woven webbing layers. This is a good solution especially for inflatable straps, as there are already two Gurtbandlagen anyway. Here, in particular, prefabricated flat ribbon cables can be used.

Bei diesem Ausführungsbeispiel misst man nicht die Änderung der Kapazität, sondern die Änderung der Induktivität der Anordnung, da der Metalldraht 22 hier abschnittsweise eine Spule bildet, deren Wicklungszahl von der Auszugslänge abhängt. Die Induktivität bzw. deren Änderung wird in der Mess- und Auswerteeinheit 26 gemessen und in einen Wert umgerechnet, der der Gurtauszugslänge entspricht. Wie im oberen Beispiel auch, kann die Mes sung der Induktivität über die Messung des Dämpfungsverhaltens oder der Eigenfrequenz eines Schwingkreises erfolgen.In this embodiment, one measures not the change of the capacitance, but the change of the inductance of the arrangement, since the metal wire 22 Here, in sections forms a coil whose number of turns depends on the extension length. The inductance or its change is in the measuring and evaluation unit 26 measured and converted into a value corresponding to the belt extension length. As in the above example, the measurement of the Inductance via the measurement of the damping behavior or the natural frequency of a resonant circuit done.

1010
Gurtspulebelt reel
1212
Gurtbandwebbing
12a12a
erstes Endefirst The End
12b12b
zweites Endesecond The End
1414
Umlenkerdiverter
1616
Gurtzungebelt tongue
1818
Gurtschlossbuckle
2020
Ankerplatteanchor plate
22, 22a, 22b22 22a, 22b
Metalldrahtmetal wire
2424
Isolierunginsulation
2626
Mess- und Auswerteeinheitmeasurement and evaluation unit
2828
Signalausgangsignal output

Claims (7)

Sicherheitsgurteinrichtung mit einem teilweise auf eine Gurtspule (10) aufgewickelten Gurtband (12), das wenigstens einen sich zumindest über einen Teil der Länge des Gurtbandes erstreckenden elektrischen Leiter aufweist, und einer Einrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge des Gurtbandes, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bestimmung der Auszugslänge des Gurtbandes (12) die Kapazität und/oder die Induktivität des auf die Gurtspule aufgewickelten, in dem Gurtband befindlichen elektrischen Leiters misst.Seat belt device with a partially on a belt reel ( 10 ) wound webbing ( 12 ), which has at least one extending over at least part of the length of the webbing electrical conductor, and means for determining the extension length of the webbing, characterized in that the means for determining the extension length of the webbing ( 12 ) measures the capacitance and / or the inductance of the wound on the belt reel, located in the webbing electrical conductor. Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei elektrische Leiter vorhanden sind und die Kapazität des von diesen gebildeten Kondensators gemessen wird.Seat belt device according to claim 1, characterized characterized in that there are at least two electrical conductors are and the capacity the capacitor formed by these is measured. Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elektrischen Leiter durch das Gurtband getrennt sind.Seat belt device according to claim 2, characterized characterized in that the two electrical conductors through the webbing are separated. Sicherheitsgurteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende (12a) des Gurtbandes an einem stationären Befestigungselement am Fahrzeug oder am Fahrzeugsitz befestigt ist und dass die Signaleinleitung/Ausleitung in den/die elektrische Leiter in diesem Bereich erfolgt.Seat belt device according to one of the preceding claims, characterized in that the one end ( 12a ) of the webbing is attached to a stationary fastener on the vehicle or on the vehicle seat and that the signal input / discharge takes place in the / the electrical conductor in this area. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaleinleitung/Ausleitung zumindest auch im Bereich der Gurtspule (10) erfolgt.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal input / output at least in the region of the belt reel ( 10 ) he follows. Sicherheitsgurteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektrische Leiter ein Metalldraht (22, 22a, 22b) ist.Seat belt device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrical conductor comprises a metal wire ( 22 . 22a . 22b ). Sicherheitsgurteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtband (12) zweilagig ausgebildet und der wenigstens eine elektrische Leiter zwischen den beiden Gurtbandlagen aufgenommen ist.Seat belt device according to one of the preceding claims, characterized in that the strap ( 12 ) formed in two layers and the at least one electrical conductor is received between the two Gurtbandlagen.
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