DE102005046329A1 - Verfahren zur Ansteuerung eines mit einer Komfortfunktion ausgestatteten Gurtaufrollers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines mit einer Komfortfunktion ausgestatteten Gurtaufrollers (1) für ein Sicherheitsgurt-Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug. Der Gurtaufroller (1) ist mittels eines elektromechanischen Schaltelementes (1.1) zwischen einem Komfortzustand und einem Spannzustand umschaltbar, wobei im Komfortzustand eine gegenüber dem Spannzustand geringere Gurt-Rückzugskraft wirksam geschaltet ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass mittels eines Gefahren-Früherkennungssystems (2) laufend ermittelt wird, ob ein Unfall droht, und im Falle eines drohenden Unfalls das elektromechanische Schaltelement (1.1) so angesteuert wird, dass der Spannzustand wirksam geschaltet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines mit einer Komfortfunktion ausgestatteten Gurtaufrollers für ein Sicherheitsgurts-Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Die weit verbreiteten Aufroller ohne Komfortfunktion haben eine einzige Rückzugsfeder, um nach Gebrauch das Gurtband gesichert aufzurollen. Bei Aufrollern mit Komfortfunktion wird eine zusätzliche Rückzugsfeder integriert, welche eine niedrigere Rückzugskraft in das Gurtband einleitet. Dieses System wird z.B. durch einen Gurtschlossschalter geschaltet, um bei angelegtem Gurt einen angenehmeren Tragekomfort zu ermöglichen.
• Aus der DE 38 38 175 C1 ist ein Gurtaufroller mit Zugentlastung (Komfortfunktion) für Sicherheitsgurt-Rückhaltesysteme in Fahrzeugen bekannt, mit einer zwischen einem gehäusefesten Teil und der das Gurtband aufnehmenden Gurtspule wirksamen Aufrollfeder, mit einem zwischen Aufrollfeder und Gurtspule drehbar gelagertem Klinkenrad, an das ein Ende der Aufrollfeder triebschlüssig angeschlossen ist, und mit einer schwächer als die Aufrollfeder dimensionierten Komfortfeder, welche zwischen dem Klinkenrad und der Gurtspule wirksam ist. Das Klinkenrad wirkt mit einer Klinke zusammen, die in Abhängig keit von einem Steuersignal die Drehbewegung des Klinkenrades sperrt oder freigibt. Die Aufrollfeder und die Komfortfeder liegen somit funktionell in Reihe zwischen dem Gehäuse des Gurtaufrollers und der Gurtspule, solange der Sicherheitsgurt nicht angelegt ist. Aufgrund der stärkeren Dimensionierung der Aufrollfeder, wird die Komfortfeder vollständig gespannt (auf „Block" gezogen), wodurch die durch die Aufrollfeder erzeugte Kraft unvermindert an der Gurtspule angreift. Das Anlegen des Sicherheitsgurtes kann beispielsweise durch einen Gurtschlossschalter, der durch die Steckzunge betätigt wird, festgestellt werden. Sobald der Sicherheitsgurt angelegt ist, wird das Klinkenrad drehfest gehalten, beispielsweise mittels eines Elektromagneten, der die Klinke in die Verzahnung des Klinkenrades einsteuert, so dass nur die schwächer dimensionierte Komfortfeder zwischen dem Gehäuse und der Gurtspule wirksam ist und die Gurtspannung entsprechend vermindert wird, um den Anlegekomfort zu erhöhen. Im Einzelnen: Wenn durch Betätigung des Gurtschlossschalters der Elektromagnet bestromt wird, verschwenkt dessen Anker die Klinke mit ihrem Klinkenzahn in die Bahn der Klinkenzähne des Klinkenrades, so dass dessen Drehung gesperrt ist. Beim Ablegen des Sicherheitsgurtes wird die Klinke durch den Elektromagneten frei gegeben und unter der Wirkung einer Rückstellfeder aus der Bahn der Klinkenzähne bewegt, so dass das Klinkenrad nunmehr wieder frei drehbar ist. Die Aufrollfeder versetzt nun das Klinkenrad in Drehung und spannt dabei die Komfortfeder bis ihre Windungen eng aufeinander liegen. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird zwischen Gurtspule und Gehäuse wieder die unverminderte Kraft der Aufrollfeder wirksam.
• Ein vergleichbares System mit einem Elektromagneten als elektrisch ansteuerbares Schaltelement für ein zwischen zwei Betriebszuständen schaltbares Komfortsystem ist auch aus der US 4 564 153 bekannt.
• Die WO 03/051687 beschreibt einen Gurtaufroller mit einem Komfortsystem bestehend aus zwei in Reihe zueinander angeordneten und unterschiedliche Federkennlinien aufweisende Federn, welche mittels eines elektrisch ansteuerbaren Schaltelementes in Reihe geschaltet werden können. Das Schaltelement wird durch einen Elektromotor gebildet, welcher ansonsten d.h. bei einem drohenden Aufprall eine auf die Gurtwelle wirkenden Straffeinrichtung antreibt.
• Aus der DE 196 36 448 C2 ist ein Aufrollstraffer mit elektromotorischem Antrieb bekannt, der von einem Komfort-Modus in einen Vorsichtsmodus mit erhöhter Gurtspannung angesteuert wird, wenn eine Gefahr droht. Mittels eines Objektdetektors wird der Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zu einem in der Nähe des Fahrzeugs detektierten Objektes bestimmt und ein Elektromotor, welcher die Gurtspannung steuert, bei einer kritischen Annäherung des Objektes entsprechend der Gefahrenstufe angesteuert.
• Aus der DE 101 21 386 C1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines reversiblen Insassenschutzmittels in einem Kraftfahrzeug mit einer Fahrzustandssensorik, welche Fahrzustandsdaten erfasst, und mit einem reversiblen Insassenschutzmittel, welches vor dem Kollisionszeitpunkt ausgelöst und dadurch in Wirkstellung gebracht werden kann, bekannt. Ein solches System wird auch PRESAFE-System benannt (markenrechtlich geschützte Bezeichnung). Hierbei werden die Fahrzustandsdaten hinsichtlich eines Zustands "Notbremsung" überwacht, und bei ermitteltem Zustand "Notbremsung" wird das Insassenschutzmittel angesteuert. Von der Datenverarbeitungseinrichtung wird zusätzlich ein Zustand "Übersteuern" und ein Zustand "Untersteuern" ermittelt. Wenn von der Datenverarbeitungseinrich tung der Zustand "Notbremsung" und/oder der Zustand "Übersteuern" und/oder der Zustand "Untersteuern" erkannt wird, wird das reversible Insassenschutzsystem angesteuert. Nach Wegfall des kritischen Fahrzustands wird das angesteuerte Insassenschutzsystem deaktiviert.
• Die bekannten Systeme zur präventiven reversiblen Gurtstraffung, bei denen mittels eines Gefahren-Früherkennungssystems, welche die Daten einer Objekterkennung, einer Fahrzustandserfassung oder Fahrerbeobachtung auswertet, die Gefahr eines drohenden Unfalls erkannt wird, nutzen Gurtstraffer oder Gurtaufroller mit einem die Gurtwickelwelle antreibenden Elektromotor. Solche Straffer oder Aufroller reduzieren sehr effizient und schnell eine Gurtlose, diese Systeme sind aber aufwendig, schwer und benötigen großen Bauraum.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Rückhaltewirkung von mit einer Komfortfunktion ausgestatteten Gurtaufrollern zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ansteuerung eines mit einer Komfortfunktion ausgestatteten Gurtaufrollers mit den Merkmalen das Anspruchs 1 gelöst. Gemäß der Erfindung wird mittels eines Gefahren-Früherkennungssystems laufend ermittelt, ob ein Unfall droht, um im Falle eines drohenden Unfalls das elektromechanische Schaltelement so anzusteuern, dass der Spannzustand wirksam geschaltet wird.
• Damit wird die Komfortfunktion eines an sich bekannten Gurtaufrollers in Abhängigkeit des Gurtanlegezustandes (Gurtschlossschalter) und eines Gefahrenfrüherkennungssystems angesteuert. Dies ermöglicht bei kritischen Fahrzuständen oder bei drohender Unfallgefahr das mit dem Anschnallen des Gurtes eingestellte niedrige Gurttragekomfortniveau auszusetzen und eine erhöhte Rückzugskraft bereit zu stellen, um die Gurtlose zu beseitigen. Auch wird im Vorfeld einer Kollision, in einer ersten Phase mit geringerer Verzögerung, bei der die Blockiervorrichtung des Gurtaufrollers noch nicht anspricht, eine weitere Gurtabwicklung erschwert.
• Dies ist ein Vorteil auch bei Rückhaltesystem mit elektromotorischem Vorstraffer, weil damit die Wirkung der Vorstraffung verbessert werden kann. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Gurtaufroller vom Komfortzustand in einen Spannzustand geschaltet bevor die Vorstraffung einsetzt, was der eine entsprechende Wahl der zugeordneten Auslöseschwellen erreicht werden kann.
• Bei vielen Fahrzeugen werden nur die Rückhaltesysteme der Vordersitze mit Gurt-Vorstraffern ausgerüstet. Mit der erfindungsgemäßen Ansteuerung der Komfortfunktion der Gurtaufroller kann auch für die Fondsitze eine Erhöhung des Gurtkraftniveaus erreicht werden, die im Vorfeld eines Unfalls geschaltet werden kann.
• Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur erläutert.
• Die Figur zeigt in einem Blockschaltbild einen Gurtaufroller 1 mit einem mechanischen System, um das Gurtband aufzurollen. Der Gurtaufroller 1 soll sicherstellen, dass nach Benutzung des Gurtes dieser zügig in die Gurtbandablageposition eingezogen wird. Außerdem wird dadurch ein möglichst guter Gurtbandverlaufs eng am Körper des Insassen erreicht. Üblicherweise wird das mechanische System der Gurtaufrollung durch ein Federsystem dargestellt. Dieses Aufrollfedersystem F1 hat die Funktion, das Gurtband zügig aufzuwickeln (Spannzustand).
• Um sicherzustellen, dass das Gurtband auch nach vielen Jahren noch gesichert aufgerollt wird, ist die Aufrollfeder entsprechend stark auszulegen.
• Die Aufrollkraft im Spannzustand kann zu einer entsprechend hohen Kraft zwischen dem Gurtband und dem Insassen im angelegten Zustand führen. Um auf Dauer das Aufrollen bis zur Ablageposition zu sichern und zusätzlich einen angenehmen Gurttragekomfort zu erreichen, ist ein zusätzliches System vorgesehen. Hierbei handelt es sich um ein zusätzliches Federsystem F2, welches auch zum Aufrollen des Gurtbandes eingesetzt wird, allerdings mit geringerer Rückzugskraft f2 (Komfortzustand). Die Aufrollkräfte f1, f2 der beiden Federsysteme F1, F2 unterscheiden sich, insbesondere gilt f1 > f2.
• Im Gurtaufroller 1 werden nun verschiedene Betriebszustände (Spannzustand und Komfortzustand) mit unterschiedlichen Gurttragekraftniveaus durch die Zu-/Abkoppelung der beiden Federsysteme realisiert:

  
• Die Federsysteme werden üblicherweise mittels eines elektromechanischen Schaltelementes 1.1 zu- oder abgekoppelt, wie es z.B. in dem eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben ist. Übertragen auf den in der DE 38 38 175 C1 beschriebenen Gurtaufroller entspricht das Federsystem F1 einer seriellen Kopplung einer Aufrollfeder mit einer schwächeren Komfortfeder, bei der diese auf Block gezogen ist, und das Federsystem F2 der Komfortfeder alleine. Es sind auch Federsysteme denkbar bei denen zwei unterschiedlich starke Federn durch ein Schaltelement nicht seriell sondern parallel geschaltet werden, um unterschiedliche Aufrollkräften bereitzustellen.
• Ein Gurtschlossschalter 3 nimmt den Gurtbenutzungsstatus auf und erkennt z.B. wenn der Sicherheitsgurt angelegt wird, worauf von Federsystem F1 auf Federsystem F2 umgeschaltet wird. Der Gurtschlossschalter 3 signalisiert auch, wenn der Gurt abgelegt wird, worauf der Spannzustand geschaltet und der Gurt eingezogen mit der erhöhten Einzugskraft f1 wird.
• Mit diesem System wird einerseits ein gesichertes Gurtaufrollen mit hoher Einzugskraft und andererseits ein angenehmer Gurttragekomfort auf niedrigem Kraftniveau realisiert.
• Die reduzierte Gurttragekraft f2 kann während des Komfortzustandes zu einer Gurtlosen entlang des Körpers des Insassen führen. Diese Gurtlose kann durch Straffersysteme oder durch einen reversiblen Vorstraffer oder Aufrollstraffer, wenn dieser vorhanden ist, in kritischen Situationen reduziert werden.
• Um diese Reduzierung der Gurtlose nochmals zu verbessern, wird gemäß der Erfindung die Gurttragekomfortfunktion (Federsystem F2) bei aufkommen einer kritischer Situationen außer Kraft gesetzt. Zu diesem Zweck sendet ein Gefahren-Früherkennungssystem 2, wie es von PRESAFE-Systemen oder PRECRASH-Systemen bekannt ist, bei einer drohende Unfallgefahr ein entsprechendes Signal an eine Steuerlogik 1.2, welche bei Vorliegen eines Gefahrensignals das Schaltelement 1.1 in der Weise ansteuert, dass wieder von Federsystem F2 auf Federsystem F1 umgeschaltet wird. Damit liegt am Gurt eine erhöhte Rückzugskraft f1 an (Spannzustand), welche dazu beiträgt eine während des Komfortzustandes entstandene Gurtlose zu beseitigen.
• Bei einem Fahrzeug mit einem reversiblen Gurt-Vorstraffer 4, wird dieser auch von dem Gefahrenfrüherkennungssystem 2 angesteuert. Ein Gurt-Vorstraffer 4 kann mit dem Aufroller 1 in einer Baueinheit integriert sein, wie in der Figur mit dem gestrichelten Rahmen angedeutet ist. Hier ist es von Vorteil wenn die Auslöseschwelle für die Umschaltung auf den Spannzustand mit Rückzugskraft f1 niedriger und allenfalls gleich hoch gewählt ist wie die Auslöseschwelle für die Auslösung des Gurt-Vorstraffers 4, welche der Auslöschwelle entspricht, wie sie z.B. von PRESRFE-Schutzsystemen bekannt ist.
• Wenn im Anschluss an die kritische Situation kein Unfall stattgefunden hat und die Gefahren-Früherkennung keine Gefahr mehr anzeigt, kann die Gurttragekomfortfunktion mit Rückzugskraft f2 wieder aktiviert werden (Komfortzustand). Somit ergeben sich Schaltzustände, die in der folgenden Tabelle dargestellt sind:

  
• Mit diesem Verfahren zur Ansteuerung eines Gurtaufrollers 1 mit Komfortfunktion kann im Vorfeld einer Kollision der Gurtverlauf verbessert und die Gurtlose reduziert werden, noch bevor z.B. der reversible Aufrollstraffer den Sicherheitsgurt mit deutlich höherer Kraft vorspannt. Insgesamt wird die Rückhaltewirkung dadurch verbessert.
• Die Vorteile dieser Erfindung lassen wie folgt zusammenfassen:
• a) Die systembedingte Gurtlose von Gurtaufrollern mit Gurttragekomfort wird vor einem Unfall vermindert. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn kein Gurt-Vorstraffer vorhanden ist.
• b) Die Wirkung eines Gurt-Vorstraffers oder elektromotorischen Aufrollstraffers wird unterstützt, indem vor Einsetzen der Vorstraffung bereits die Gurtlose vermindert wird.
• c) Eine Aktivierung des Spannzustandes erfolgt schon bei niedrigen Auslöseschwellen ohne fühlbare Komfortstörung oder Irritation des Insassen.
• d) In gefahrlosen Fahrsituationen steht die Komfortfunktion zur Verfügung.
• e) Der Aufwand zur Umsetzung der Erfindung ist gering, weil lediglich das vom Gurtschloss (3) kommende Signal zur Aktivierung des Komfortzustandes durch ein Signal der Gefahrenfrüherkennung (2) unterdrückt werden muss.

Claims (7)

1. Verfahren zur Ansteuerung eines mit einer Komfortfunktion ausgestatteten Gurtaufrollers (1) für ein Sicherheitsgurts-Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug, wobei der Gurtaufroller (1) mittels eines elektromechanischen Schaltelementes (1.1) zwischen einem Komfortzustand und einem Spannzustand umschaltbar ist, wobei im Komfortzustand eine gegenüber dem Spannzustand geringere Gurt-Rückzugskraft wirksam geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Gefahren-Früherkennungssystem (2) laufend ermittelt wird, ob ein Unfall droht und im Falle eines drohenden Unfalls das elektromechanische Schaltelement (1.1) so angesteuert wird, dass der Spannzustand wirksam geschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Umschaltung zwischen Komfort- und Spannzustand zwischen zwei Federsystemen (F1, F2) mit unterschiedlichen Rückzugskräften umgeschaltet wird und im Komfortzustand ein Federsystem (F2) mit geringerer Rückzugskraft (f2) wirksam geschaltet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Komfortzustand eine Komfortfeder zwischen dem Gehäuse des Aufrollers (1) und einer den Gurt aufwickelnden Gurtspule wirksam geschaltet ist und im Spannzustand die Komfortfeder mit einer stärker dimensionierten Aufrollfeder in Reihe wirksam geschaltet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Komfortzustand geschaltet wird, wenn ein Gurtschlossschalter (3) einen Status anzeigt, der indikativ für einen angelegten Sicherheitsgurt ist, und das Gefahren-Früherkennungssystem (2) keinen drohenden Unfall signalisiert.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefahren-Früherkennungssystem (2) auch einen Gurt-Vorstraffer (4) ansteuert, wobei die Schwelle zur Auslösung des Gurt-Vorstraffers (4) höher liegt als die Schwelle zur Wirksamschaltung des Spannzustandes.
6. Fahrzeug mit Sicherheitsgurt-Rückhaltesystemen für jeden Fahrzeugsitz, wobei die Rückhaltesysteme von einem Gefahren-Früherkennungssystem (2) angesteuert werden und die Rückhaltesysteme der Vordersitze Gurt-Vorstraffer (4) umfassen während die Rückhaltesysteme der Fondsitze keine Gurt-Vorstraffer aber Gurtaufroller (1) mit Komfortsystem aufweisen, welche gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 angesteuert werden.
7. Fahrzeug mit Sicherheitsgurt-Rückhaltesystemen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung der Gurt-Vorstraffer (4) bei den Vordersitzen und die Wirksamschaltung des Spannzustandes bei den Fondsitzen gleichzeitig erfolgt.