DE102006053949A1

DE102006053949A1 - DMS-fiber belt

Info

Publication number: DE102006053949A1
Application number: DE200610053949
Authority: DE
Inventors: Lutz Bose; Bernd Gombert; Henry Hartmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-21
Also published as: WO2008058846A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Bestimmung von Gurtkräften mit einem Gurtband (1), zumindest einem faserförmigen Messaufnehmer (2), der so ausgebildet ist, dass sich zumindest ein erster elektrischer Kennwert des faserförmigen Messaufnehmers bei dessen Dehnung verändert, und einer Ergänzungsschaltung (4) zur Wandlung des ersten elektrischen Kennwerts in ein erstes elektrisches Signal, das den ersten elektrischen Kennwert oder dessen Änderung repräsentiert. Der zumindest eine faserförmige Messaufnehmer (2) ist dabei so in das Gurtband (1) textil gefügt, dass eine Dehnung des Gurtbands (1) eine Dehnung des faserförmigen Messaufnehmers (2) bewirkt.The invention relates to a measuring device for determining belt forces with a belt (1), at least one fibrous sensor (2), which is designed such that at least a first electrical characteristic of the fibrous sensor changes as it is stretched, and a supplementary circuit (4). for converting the first electrical characteristic into a first electrical signal representing the first electrical characteristic or its change. The at least one fibrous measuring sensor (2) is in this way textile-bonded in the webbing (1) such that an elongation of the webbing (1) causes an expansion of the fibrous measuring transducer (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückhaltegurtsystem mit einer veränderlichen freien Gurtlänge und im Besonderen ein Rückhaltegurtsystem mit einer regelbaren Rückhaltekraft.The The invention relates to a restraint belt system with a changeable free strap length and in particular, a restraint belt system with a controllable retention force.

Für die Rückhaltung von Fahrzeuginsassen entwickelte Sicherheitsgurtsysteme weisen gegenwärtig üblicherweise ein auf eine drehbare Gurtrolle gewickeltes Gurtband auf. Ein an der Gurtrolle angebrachter Mechanismus sorgt im Falle eines Unfalls mit starker Verzögerung des Fahrzeugs, beispielsweise einem Zusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug oder mit anderen Gegenständen, für eine Blockierung der Gurtrolle und hierüber für ein Abbremsen eines Abwickelns des Gurtbands von der Gurtrolle. Moderne Rückhaltegurtsysteme für Kraftfahrzeuge umfassen darüber hinaus üblicherweise einen Gurtstraffer und einen Gurtkraftbegrenzer.For the retention Safety belt systems developed by vehicle occupants currently are common a webbing wound on a rotatable belt reel. One on the belt reel mounted mechanism provides in case of an accident strong delay of the vehicle, for example a collision with another vehicle or with other objects, for a block the belt roll and over here for a Slowing down unwinding of the webbing from the belt reel. modern Rückhaltegurtsysteme for motor vehicles include about it usually one Belt tensioner and a belt force limiter.

Der Gurtstraffer hat die Aufgabe, das Gurtband nahe am Körper zu halten, damit der Fahrzeuginsasse bei einem Unfall so früh wie möglich verzögert wird. Im unmittelbaren Vorfeld eines Unfalls zieht ein Gurtstraffer daher das Gurtband zum Kompensieren der Gurtlose innerhalb von wenigen Millisekunden in die Gurtrolle ein. Eine hohe Gurtlose liegt vor, wenn der Gurt nicht so straff wie möglich gespannt ist. Da durch diesen Straffungsvorgang der Gurt enger am Körper anliegt, nehmen die Insassen früher an der Fahrzeugverzögerung teil, wodurch die durch den Unfall verursachten Belastungen des Insassen gleichmäßiger über dessen Körper verteilt und auf niedrigerem Niveau gehalten werden. Die Verletzungsgefahr wird hierdurch gesenkt.Of the The purpose of the belt tensioner is to position the belt close to the body in order to delay the vehicle occupant as early as possible in the event of an accident. In the immediate forerun of an accident pulls a belt tensioner therefore the webbing to compensate for the belt slack within a few milliseconds in the belt roll. A high belt slack is present when the belt not as tight as possible is curious. Because of this tightening process, the belt closer to body the inmates take earlier at the vehicle deceleration which reduces the burden of the accident caused by the accident More even over its occupants body distributed and kept at a lower level. The risk of injury is lowered thereby.

Sobald ein Fahrzeugassistenzsystem oder ein Crashsensor eine bevorstehende Unfallsituation erfasst, wird von diesem ein entsprechendes Signal an eine elektronische Steuereinrichtung geleitet. Die elektronische Steuereinrichtung aktiviert einen Betätigungsmechanismus des Gurtstraffers und sorgt somit für ein Auslösen des Gurtstraffers. Als Betätigungsmechanismen für den Gurtstraffer werden gegenwärtig mechanische Systeme mit einer vorgespannten Feder oder pyrotechnische Systeme, die den Gurt mittels einer pyrotechnischen Treibladung zurückziehen, verwendet. Diese Systeme sind nach einmaliger Auslösung unwirksam und müssen daher nach einem entsprechenden Unfall ausgetauscht werden. Im Gegensatz dazu sind reversible Betätigungssysteme, bei denen z.B. ein hochdynamischer Elektromotor zum Einsatz kommt, mehrfach verwendbar. Bei einem Auslösen des Gurtstraffers ziehen diese Systeme das Gurtband innerhalb von 5 bis 20 ms um bis zu 300 mm ein, wodurch der Fahrzeuginsasse in eine optimale Sitzposition gezogen wird und das Gurtband auch dann stramm am Körper anliegt, wenn der Fahrzeuginsasse dicke Kleidung, beispielsweise einen Wintermantel trägt.As soon as a vehicle assistance system or a crash sensor an imminent Accident situation detected by this a corresponding signal passed an electronic control device. The electronic Control device activates an actuating mechanism of the belt tensioner and thus ensures a trigger of the belt tensioner. As operating mechanisms for the Belt tensioners are becoming current mechanical systems with a preloaded spring or pyrotechnic Systems which retract the belt by means of a pyrotechnic propellant, used. These systems are ineffective after a single trip and must therefore be exchanged after a corresponding accident. In contrast these are reversible actuation systems, in which e.g. a highly dynamic electric motor is used reusable. Pull when the belt tensioner is released these systems will increase the webbing by up to 300 within 5 to 20 ms mm, which puts the vehicle occupant in an optimal seating position pulled and the strap is then tight to the body, when the vehicle occupant thick clothes, such as a winter coat wearing.

Um die Verletzungsgefahr für Insassen im Laufe der Fahrzeugverzögerung weiter zu minimieren, verhindert ein Gurtkraftbegrenzer, dass sich bei einem Unfall unnötig hohe Kräfte auf den Fahrzeuginsassen übertragen. Dies ist möglich, da der Rückhaltegurt bei den heute üblichen adaptiven Insassenrückhaltesystemen im Falle eines Unfalls mit einem umgangssprachlich Airbag genannten Prallkissen zusammenwirkt. Der Rückhaltegurt hält den Fahrzeuginsassen hierbei nicht mehr vollständig zurück, sondern verzögert den Insassen in kontrollierter Weise gerade soweit, dass die verbleibende Energie des Fahrzeuginsassen anschließend von dem Airbag aufgenommen werden kann.Around the risk of injury for Minimize occupants in the course of vehicle deceleration, prevents a Gurtkraftbegrenzer that unnecessarily high in an accident personnel transferred to the vehicle occupants. This is possible, because the restraint belt in the usual today adaptive occupant restraint systems in the case of an accident with a colloquially called airbag Impact pad interacts. The restraint belt keeps the vehicle occupants not complete anymore back, but delayed the occupants in a controlled manner just so far that the remaining Energy of the vehicle occupant then absorbed by the airbag can be.

Während des Unfalls werden die Gurtrolle und hierüber das Gurtband durch den beispielsweise in Form einer Klinken-, Fliehkraft- oder Trägheitsvorrichtung ausgebildeten Mechanismus blockiert. Der Blockiermechanismus kann entweder mechanisch oder elektronisch durch die elektronische Steuereinheit, beispielsweise in Reaktion auf ein entsprechendes Signal eines Beschleunigungs- oder Fliehkraftsensors ausgelöst werden. Nach dem Auslösen wird die Gurtkraftbegrenzung aktiv.During the Accident are the belt reel and this the webbing through the for example in the form of a pawl, centrifugal or inertial device blocked mechanism blocked. The blocking mechanism can either mechanically or electronically by the electronic control unit, for example, in response to a corresponding signal of an acceleration or centrifugal force sensor triggered become. After the trigger the belt force limit becomes active.

Einige Systeme leiten hierzu den Kraftfluss über einen Torsionsstab, der sich ab einer vorbestimmten Gurtlast verformt und somit die von dem Gurtband auf den Fahrzeuginsassen aufgebrachte Krafteinwirkung begrenzt. Auf diese Art und Weise kann die Belastung insbesondere des Kopf- und des Brustbereichs des Insassen durch das Gurtsystem verringert werden.Some For this purpose, systems conduct the flow of force via a torsion bar, which deforms from a predetermined Gurtlast and thus the of the webbing applied to the vehicle occupant force limited. In this way, the strain can be especially the head and chest area of the occupant is reduced by the harness system become.

Die Verformung des Torsionsstabs und hierüber die Gurtkraftbegrenzung treten bei den meisten derzeit bekannten Sicherheitsgurtsystemen ab einem für durchschnittliche Insassen festgelegten Gurtkraftniveau ein. Einige Systeme ermöglichen auch ein einmaliges mechanisches Umschalten zwischen zwei verschiedenen Gurtkraftniveaus. Das Gurtkraftniveau bzw. die Gurtkraftniveaus ab denen die Gurtkraftbegrenzung eintritt, werden jedoch bei allen bekannten Systemen bereits bei der Konstruktion des Systems, z.B. durch Auslegung des Torsionsstabs, festgelegt.The Deformation of the torsion bar and hereon the belt force limitation occur in most currently known safety belt systems from one for average occupants set belt force level. Some Systems are also possible a unique mechanical switch between two different ones Gurtkraftniveaus. The belt force level or belt force levels from which the belt force limitation occurs, but at all already known in the design of the system, e.g. by design of the torsion bar, set.

Üblicherweise wird für die Auslegung der Gurtkraftbegrenzung auf Durchschnittswerte für Größe und Gewicht eines Fahrzeuginsassen und auf Erfahrungswerte für die Sitzposition, die Fahr- bzw. Unfallsituation, usw. zurückgegriffen. Die individuellen Unterschiede von Insassen unterschiedlichen Gewichts und Körpergröße werden bisher kaum berücksichtigt. Bei kleinen und leichgewichtigen Fahrzeuginsassen führt die durchschnittlich ausgelegte Gurtkraftbegrenzung zu einer überhöhten Krafteinwirkung insbesondere auf den Kopf- und Brustbereich dieser Personen und somit zu einem gesteigerten Verletzungsrisiko. Bei großen und schwergewichtigen Fahrzeuginsassen besteht dagegen wegen der ungenügenden Abbremsung durch die Gurtkraftbegrenzung das Risiko, dass der Airbag die verbleibende Energie des Fahrzeuginsassen nicht mehr absorbieren kann.Usually, the design of the belt force limit is based on average values for the size and weight of a vehicle occupant and empirical values for the seat position, the driving or accident situation, etc. The individual differences of occupants of different weight and height are hardly considered. For small and light-weight vehicle occupants, the average designed belt force limit leads to an excessive force effect especially on the head and chest area of these persons and thus to an increased risk of injury. In the case of large and heavy vehicle occupants, on the other hand, there is the risk that the airbag can no longer absorb the remaining energy of the vehicle occupant because of the insufficient braking due to the belt force limitation.

Um während eines Unfalls eine an die Situation und Person des Insassen angepasste, gesteuerte Kraftbegrenzung des Gurtbands zu ermöglichen, werden adaptive Sicherheitsgurtsysteme entwickelt, die die Position und Körpermerkmale von Fahrzeuginsas sen erfassen. Hierzu werden verschiedene Sensoren im Fahrzeuginneren angebracht, die Gewicht und relative Position der Insassen eines Fahrzeugs erfassen. Eine Steuereinrichtung ermittelt aus den Sensorinformationen dann die zur Einstellung einer individuellen Kraftbegrenzung erforderlichen Daten, damit die jeweiligen Personen mit einem möglichst geringen Verletzungsrisiko abgebremst werden können. Um die Sitzposition eines Insassen zu ermitteln, werden Ultraschall-, Infrarot oder Induktivsysteme verwendet, die z.B. mittels einer dreidimensionalen Mustererkennung die Position eines Insassen erkennen lassen. Das Gewicht eines Fahrzeuginsassen wird bevorzugt über Gewichtssensoren, die im unteren Teil des Sitzgestells oder auf der Bodenplatte angebracht sind, bestimmt.Around while an accident, one adapted to the situation and person of the occupant, Controlled force limitation of the webbing becomes adaptive seat belt systems designed to measure the position and physical characteristics of vehicle occupants to capture. For this purpose, various sensors in the vehicle interior attached, the weight and relative position of the occupants of one Capture vehicle. A control device determines from the sensor information then the necessary for setting an individual force limit Data so that the respective persons with the lowest possible risk of injury can be slowed down. To determine the sitting position of an occupant, ultrasound, Used infrared or inductive systems, e.g. by means of a Three-dimensional pattern recognition to detect the position of an occupant to let. The weight of a vehicle occupant is preferred via weight sensors, which are mounted in the lower part of the seat frame or on the floor plate are, certainly.

Derartige Sensoren sind jedoch nicht geeignet die bei einem Unfall auftretenden Gurtkräfte zu ermitteln. Daher werden an der Gurtrolle und/oder dem Gurtschloss Kraftsensoren angebracht, die ein Messen der in den Gurt eingeleiteten Kräfte zulassen. In der Offenlegungsschrift DE 102 44 831 A1 wird beispielsweise eine indirekte Messung der von einem Sicherheitsgurt in dessen Gurtschloss eingebrachten Zugkraft vorgeschlagen, bei der die Verschiebung des Verriegelungselements gegen eine Feder im Gurtschloss gemessen wird. In der Patentschrift wird eine Zugkraftmessung offenbart, bei der die Dehnung des Gurthalteblechs am Gurtschloss gemessen wird. Bei einer alternativen Ausführungsform bildet das Ende des Obergurtes eine Schleife aus, die von einem Meldedraht umwickelt ist, der bei einer bestimmten Zugkraft reißt, und damit das Überschreiten einer maximalen Zugkraft anzeigt.However, such sensors are not suitable to determine the occurring belt forces in an accident. Therefore, force sensors are mounted on the belt reel and / or the buckle, which allow measuring the introduced into the belt forces. In the published patent application DE 102 44 831 A1 For example, an indirect measurement of the introduced by a seat belt in the buckle tensile force is proposed, in which the displacement of the locking element is measured against a spring in the buckle. The patent discloses a tensile force measurement in which the elongation of the belt support plate is measured at the buckle. In an alternative embodiment, the end of the upper flange forms a loop which is wrapped by a signaling wire which breaks at a certain tensile force and thus indicates the exceeding of a maximum tensile force.

Diese Systeme sind jedoch auf die Messung der Gurtkräfte im jeweiligen Endbereich des Gurtes beschränkt. Aufgrund der Reibung des Gurts an der Kleidung des Insassen, ist diese Art der Kraftmessung im Allgemeinen nicht repräsentativ für die Gesamtbelastung eines Gurtbandes und gestattet auch keine Ermittlung der für eine optimale Rückhaltekraft entscheidenden Parameter, wie beispielsweise eine ungünstige Sitzposition (out-of-position) eines Fahrzeuginsassen. Aufgrund ihrer Bau größe bzw. einer erforderlichen Mehrfachführung des Gurts können die bei den oben erwähnten Systemen verwendeten Sensoren nicht am Gurt selbst angebracht werden, da sie den Gurttragekomfort verschlechtern und dadurch die Anschnallquote vermindern würden.These However, systems are based on the measurement of belt forces in the respective end region limited of the belt. Due to the friction of the belt on the clothing of the occupant, is This type of force measurement is generally not representative for the Total load of a webbing and also does not allow detection the for an optimal retention force crucial Parameters, such as an unfavorable seating position (out-of-position) a vehicle occupant. Due to their size or a required construction Multiple leadership the belt can the at the above mentioned Systems used sensors are not attached to the belt itself, since they worsen the strap-wearing comfort and thereby the buckle-up rate would diminish.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sensor und ein Messverfahren anzugeben, womit die an einem Gurt auftretenden Belastungen ohne den Gurttragekomfort zu beeinträchtigen direkt am Gurt erfasst werden können.Of the Invention is therefore based on the object, a sensor and a Specify measuring method, which stresses the stresses occurring on a belt without affecting the wearing comfort of the belt, it is captured directly on the belt can be.

Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen der Erfindung gelöst.The The object is according to the independent claims of Invention solved.

Die Erfindung umfasst eine Messvorrichtung zur Bestimmung von Gurtkräften mit einem Gurtband, zumindest einem faserförmigen Messaufnehmer der so ausgebildet ist, dass sich zumindest ein erster elektrischer Kennwert des faserförmigen Messaufnehmers bei dessen Dehnung verändert, und einer Ergänzungsschaltung zur Wandlung des ersten elektrischen Kennwerts in ein erstes elektrisches Messsignal, das den ersten elektrischen Kennwert oder dessen Änderung repräsentiert. Der zumindest eine faserförmige Messaufnehmer ist dabei so in das Gurtband textil gefügt, dass eine Dehnung des Gurtbands eine Dehnung des faserförmigen Messaufnehmers bewirkt.The The invention comprises a measuring device for determining belt forces a webbing, at least one fibrous sensor of the so is formed, that at least a first electrical characteristic of the fibrous Sensor changed in its elongation, and a supplementary circuit for converting the first electrical characteristic into a first electrical measurement signal, that is the first electrical characteristic or its change represents. The at least one fibrous Sensor is so textile in the webbing joined that an elongation of the webbing an elongation of the fibrous sensor causes.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "mit", "umfassen", "aufweisen" "beinhalten", "enthalten" und "einschließen", sowie deren grammatikalischen Abwandlungen, generell das Vorhandensein von Merkmalen, wie z.B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen mehr angeben, jedoch in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen.In In this context, it should be noted that in this Description and claims to the list terms used with features "including," "comprising," "having," "including," "including," and "including," as well as their grammatical Variations, in general the presence of features, e.g. Procedural steps, facilities, areas, sizes and the like, but in no way the presence other or additional Exclude features or groupings from other or additional features.

Die Erfindung umfasst ferner ein Rückhaltegurtsystem mit einer entsprechenden Messvorrichtung, einer Gurtkraftbegrenzungseinrichtung, einer Messsignalverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen wenigstens eines Steuersignals unter Verwendung des oder der, von der oder den Ergänzungsschaltung erzeugten elektrischen Signale, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung auf der Grundlage des wenigstens einen Steuersignals der Signalverarbeitungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung auf der Grundlage des Steuersignals so zu steuern, dass eine dem Steuersignal entsprechende Steuerung der Gurtrückhaltekraft bewirkt wird.The The invention further comprises a restraint belt system with a corresponding measuring device, a belt force limiting device, a measurement signal processing device for generating at least a control signal using the or, from or generated the supplementary circuit electrical signals, and a control device for control the Gurtkraftbegrenzungseinrichtung on the basis of at least a control signal of the signal processing device, wherein the Control device is formed, the Gurtkraftbegrenzungseinrichtung to control on the basis of the control signal so that the Control signal corresponding control of Gurtrückhaltekraft is effected.

Die Erfindung ermöglicht die direkte Erfassung der an einem Gurtband, beispielsweise eines Insassenrückhaltesystems, auftretenden Belastungen, indem die durch die Belastung bewirkte Dehnung des Gurtbands auf einen oder mehrere in das Gurtband gefügte Dehnungsmessaufnehmer übertragen wird, und die dadurch bewirkte Änderung einer elektrisch erfassbaren Eigenschaft des Messaufnehmers als weiterverarbeitbares Signal verfügbar ist.The invention enables the direct Erfas the strain occurring on a webbing, for example an occupant restraint system, by transferring the strain of the webbing caused by the load to one or more strain gauges joined to the webbing, and the resulting change in an electrically detectable characteristic of the sensor is available as a further processable signal ,

Die Erfindung wird in den Unteransprüchen weitergebildet.The Invention is further developed in the subclaims.

Die Messvorrichtung weist bevorzugt zumindest einen weiteren faserförmigen Messaufnehmer auf, der in das Gurtband textil so gefügt ist, dass eine Dehnung des Gurtbands im Wesentlichen keine Dehnung des weiteren faserförmigen Messaufnehmers bewirkt. Damit kann ein Referenz-Messaufnehmer realisiert werden, mit dem Störeinflüsse wie z.B. Temperaturschwankungen unabhängig von der Dehnung des Gurtbands erfasst werden können. Eine entsprechend dehnungsinsensitive Aufnahme des weiteren Messaufnehmers kann vorteilhaft durch Fügen des weiteren faserförmigen Messaufnehmers in das Gurtband gemäß einer Anordnung erreicht werden, die einen oder mehrere schräg und/oder quer zur Längsrichtung des Gurtbands verlaufende Abschnitte des weiteren Messaufnehmers umfasst.The Measuring device preferably has at least one further fibrous sensor, which is in the webbing textile joined so that an elongation of the Webbelt effected substantially no elongation of the other fibrous sensor. Thus, a reference sensor can be realized with the Disturbances like e.g. Temperature fluctuations independent of the stretch of the webbing can be detected. A corresponding strain-sensitive recording of the other sensor can be beneficial by joining furthermore fibrous Sensor reaches into the webbing according to an arrangement be one or more oblique and / or transverse to the longitudinal direction the webbing extending portions of the other sensor includes.

Weiterhin vorteilhaft weist die Messvorrichtung zumindest zwei faserförmige Messaufnehmer auf, die in das Gurtband jeweils so textil gefügt sind, dass eine Dehnung des Gurtbands eine Dehnung des jeweiligen faserförmigen Messaufnehmers bewirkt. Damit kann einerseits die Dehnung eines Teilbereichs des Gurtbands unabhängig von der Dehnung anderer Teilbereiche des Gurtbands gemessen werden, andererseits können hierüber die Voraussetzungen für eine Messwerterfassung mit geringen Leitungsstörungseinflüssen geschaffen werden. Zur verbesserten Störeinfluss und insbesondere zur Temperaturkompensation weist die Messvorrichtung zumindest zwei faserförmige Messaufnehmer auf, die in das Gurtband jeweils so textil gefügt sind, dass eine Dehnung des Gurtbands im Wesentlichen keine Dehnung des jeweiligen faserförmigen Messaufnehmers bewirkt.Farther Advantageously, the measuring device has at least two fibrous sensors, which are each in the webbing so textile joined, that an elongation the webbing causes an elongation of the respective fibrous sensor. Thus, on the one hand, the stretching of a portion of the webbing independently be measured by the expansion of other parts of the webbing, on the other hand here over the requirements for a data acquisition with low line disturbance influences are created. To the improved interference effect and in particular for temperature compensation, the measuring device has at least two fibrous Sensors on the webbing are each so textile, that an elongation of the webbing substantially no elongation of the respective fibrous Sensor causes.

Zur Messung der Gurtbelastungen in einem Teilbereich des Gurtbands oder einer summarischen Messung an mehreren Teilbereichen des Gurtbands ist wenigstens der zumindest eine faserförmige Messaufnehmer textil so in das Gurtband gefügt, dass eine Dehnung des Gurtbands in einem oder mehreren Teilbereich des Gurtbands eine Dehnung des faserförmigen Messaufnehmers bewirkt, während eine Dehnung des Gurtbands in einem oder mehreren davon verschiedenen Teilbereichen des Gurtbands keine Dehnung des faserförmigen Messaufnehmers bewirkt.to Measurement of belt loads in a portion of the webbing or a summary measurement at several portions of the webbing is at least the at least one fibrous sensor textile so inserted into the strap, that an elongation of the webbing in one or more sub-area the webbing causes an elongation of the fibrous sensor, while stretching the webbing in one or more of them Parts of the webbing no stretching of the fibrous sensor causes.

Da die Änderung der elektrischen Kennwerte des bzw. der faserförmigen Messaufnehmer bei Dehnung äußerst gering ist, umfasst die Ergänzungsschaltung vorzugsweise eine Wheatstonesche Brückenschaltung. Um Leitungsstörungen zu minimieren ist die Ergänzungsschaltung zweckmäßig im Bereich eines Gurtbandendes angebracht.There the change The electrical characteristics of the or the fibrous sensor when elongated extremely low is, includes the supplementary circuit preferably a Wheatstone bridge circuit. To conduct line interference minimize is the supplementary circuit appropriate in the area of Belt end attached.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist der zumindest eine faserförmige Messaufnehmer so ausgebildet ist, dass sich zumindest ein weiterer elektrischer Kennwert des faserförmigen Messaufnehmers mit der Temperatur des faserförmigen Messaufnehmers verändert, so dass feststellbar ist, ob eine Person oder ein Gegenstand, bei dem eine Gurt kraftbegrenzung kontraproduktiv wäre, beispielsweise ein Fernseher mit einer Kathodenstrahlröhre, vom Gurtband gehalten wird. Ferner kann die Ergänzungsschaltung zur Wandlung des weiteren elektrischen Kennwerts in ein weiteres elektrisches Messsignal ausgebildet sein, das den weiteren elektrischen Kennwert oder dessen Änderung repräsentiert.In an advantageous development of the invention is at least a fibrous Sensor is designed so that at least one more electrical characteristic of the fibrous sensor with the temperature of the fibrous Sensor changed, so that it can be determined whether a person or an object, at a belt force limit would be counterproductive, such as a TV with a cathode ray tube, held by the webbing. Furthermore, the supplementary circuit for conversion the further electrical characteristic in another electrical measurement signal be formed, the other electrical characteristic or its change represents.

Das mit einer der oben angeführten Messvorrichtungen ausgestatte Rückhaltegurtsystem kann die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung vorteilhaft dazu ausgebildet sein, die Gurtkraftbegrenzung durch Reibungskräfte zu bewirken, wobei die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung vorzugsweise eine selbstverstärkende Reibungsbremse umfasst.The with one of the above Measuring devices equipped restraint belt system can the Gurtkraftbegrenzungseinrichtung advantageous trained be to cause the Gurtkraftbegrenzung by frictional forces, wherein the Gurtkraftbegrenzungseinrichtung preferably a self-reinforcing friction brake includes.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denenFurther Features of the invention will become apparent from the following description inventive embodiments in connection with the claims as well as the figures. The individual features may in one embodiment according to the invention ever for be realized or more than one. In the following explanation some embodiments the invention is referred to the attached figures, of which

1 ein Rückhaltesystem mit einer Messvorrichtung zur Bestimmung von Gurtkräften zeigt, 1 shows a restraint system with a measuring device for determining belt forces,

2 zwei Anordnungen eines faserförmigen Messaufnehmers mit Mehrfachführung zeigt, und 2 shows two arrangements of a fibrous sensor with multiple guide, and

3 eine Messvorrichtung zur Bestimmung von Gurtkräften mit zwei dehnungssensitiven und zwei dehnungsinsensitiven Messaufnehmern in Vollbrückenschaltung an einer Ergänzungsschaltung zeigt. 3 shows a measuring device for determining belt forces with two strain-sensitive and two strain-sensitive sensors in full bridge circuit to a supplementary circuit.

Die 1 zeigt ein 3-Punkt-Sicherheitsgurtsystem 100 mit einer Messvorrichtung zur Bestimmung von Gurtkräften. Die Messvorrichtung ist jedoch nicht auf die Verwendung in 3-Punkt-Sicherheitsgurtsystemen beschränkt, sondern kann auch mit anderen Insassenrückhaltesystemen, wie beispielsweise Becken- oder Schultergurten, verwendet werden.The 1 shows a 3-point safety belt system 100 with a measuring device for determining belt forces. The measuring device is ever but not limited to use in 3-point safety belt systems, but can also be used with other occupant restraint systems such as pelvic or shoulder straps.

Das Gurtband 1 enthält wenigstens einen faserförmigen Messaufnehmer 2 mit elektrischen Kennwerten, von denen sich zumindest einer bei einer Dehnung des faserförmigen Messaufnehmers 2 ändert. Der Messaufnehmer 2 ist dabei so in das Gurtband 1 eingearbeitet, dass er einen Verbund mit dem Grundmaterial des Gurtbands 1 bildet.The webbing 1 contains at least one fibrous sensor 2 with electrical characteristics, of which at least one at an elongation of the fibrous sensor 2 changes. The sensor 2 is doing so in the webbing 1 incorporated that he made a bond with the base material of the webbing 1 forms.

Das Gurtband 1 ist teilweise in einer Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 5 aufgenommen, die üblicherweise eine Gurtrolle umfasst. Auf der Gurtrolle ist der nicht ausgegebene Teil des Gurtbands 1 aufgewickelt. Eine an der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 5 angebrachte Steuereinrichtung 6 steuert die Ausgabe bzw. den Einzug des Gurtbandes 1. Die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 5 umfasst einen Mechanismus zum Einziehen des Gurtbands 1, der das Gurtband 1 bei Nichtgebrauch auf die Gurtrolle aufwickelt und somit zwischen den Befestigungs- und der oder den Umlenkeinrichtungen 7 straff hält. Die Steuereinrichtung 6 ist ferner auch zur Gurtstraffung bei benutztem Gurt und zur Gurtkraftbegrenzung ausgebildet und bildet zusammen mit der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 5 eine elektromechanische Schnittstelle um Gurteinzug, Gurtausgabe und Zugspannung des Gurtbands 1 entsprechend einem über die Steuersignalleitung übertragenen elektrischen Steuersignal zu steuern.The webbing 1 is partially in a belt force limiting device 5 usually comprising a belt reel. On the belt reel is the unissued part of the webbing 1 wound. One at the belt force limiting device 5 attached control device 6 controls the output or the feeder of the webbing 1 , The belt force limiting device 5 includes a mechanism for retracting the webbing 1 who has the webbing 1 when not in use wound up on the belt reel and thus between the attachment and the or the deflection 7 keeps tight. The control device 6 is also also designed for belt tightening with used belt and Gurtkraftbegrenzung and forms together with the Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 5 an electromechanical interface to belt retraction, belt release and tension of the webbing 1 to control in accordance with an electrical control signal transmitted via the control signal line.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass abweichend vom üblichen deutschen Sprachgebrauch in dieser Schrift nicht zwischen den Begriffen Steuern und Regeln sowie Steuerung und Regelung und deren jeweiligen grammatikalischen Abwandlungen unterschieden wird. Stattdessen werden diese Begriffe, sofern im Einzelfall nicht explizit anders angegeben, synonym verwendet, da bei den in der Praxis üblichen komplexen Ansteuerungen Regelung und Steuerung im klassischen Sinne meist kombiniert, und damit begrifflich nicht mehr trennbar, eingesetzt werden.In In this context, it should be noted that deviating from the usual German usage in this document is not between the terms Taxes and rules as well as control and regulation and their respective grammatical variations is distinguished. Instead, become these terms, unless explicitly stated otherwise in individual cases, used synonymously, as in the usual in practice complex controls Control and control in the classical sense mostly combined, and so that they can no longer be separated conceptually.

Die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, die Gurtkraftbegrenzung durch Reibungskräfte zu bewirken, wobei sie hierfür vorzugsweise eine selbstverstärkende Reibungsbremse umfasst, die auch mit geringen eingebrachten Kräften eine genaue Regelung großer Gurtkräfte ermöglicht.The Gurtkraftbegrenzungseinrichtung is preferably designed to to cause the belt force limitation by frictional forces, where they preferably for this purpose a self-reinforcing Friction brake includes, even with low forces introduced a exact regulation big Belt forces allows.

Das Gurtband kann über eine oder mehrere Umlenker 7 geführt sein, die zur Verminderung der auf den Gurt einwirkenden Kräfte vorteilhaft als Umlenkrollen ausgeführt werden. Mit der Klinke 9 kann der Insasse den Gurt an einem (in der Figur nicht dargestellten) Gurtschloss befestigen. Üblicherweise umfasst das Gurtschloss ebenfalls einen Umlenker.The webbing may have one or more deflectors 7 be guided, which are advantageously carried out to reduce the forces acting on the belt as deflection rollers. With the latch 9 the occupant can attach the belt to a buckle (not shown in the figure). Usually, the buckle also includes a diverter.

An einem Ende des Messaufnehmers ist vorzugsweise eine Ergänzungsschaltung 4 angebracht, die den Messaufnehmer 2 zu einem Sensor vervollständigt. Unter Sensor wird hierbei generell ein Messfühler verstanden, mit dem bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften in der Umgebung des Messaufnehmers des Sensors quantitativ oder qualitativ in Form einer oder mehrerer Messgrößen erfasst werden können. Die Ergänzungsschaltung 4 dient dazu ein oder mehrere elektrische Kennwerte des faserförmigen Messaufnehmers oder eine Änderung des oder der elektrischen Kennwerte in ein oder mehrere elektrische Messsignale zu überführen, die jeweils den entsprechenden Kennwert oder dessen Änderung repräsentieren. Damit die Ergänzungsschaltung 4 diese Aufgabe erfüllen kann, sind der oder die Messaufnehmer 2 und 3 in geeigneter Weise mit der Ergänzungsschaltung verschaltet.At one end of the sensor is preferably a supplementary circuit 4 attached to the sensor 2 completed to a sensor. In this case, a sensor is generally understood to be a measuring sensor with which certain physical or chemical properties in the surroundings of the sensor of the sensor can be detected quantitatively or qualitatively in the form of one or more measured variables. The supplementary circuit 4 serves to convert one or more electrical characteristics of the fibrous sensor or a change in the electrical characteristics or in one or more electrical measurement signals, each representing the corresponding characteristic value or its change. So that the supplementary circuit 4 can perform this task are the one or more sensors 2 and 3 connected in a suitable manner with the supplementary circuit.

Bei Verwendung mehrer faserförmiger Messwertaufnehmer, wie es z.B. in der 1 veranschaulicht ist, kann am anderen Ende des Gurtbands eine Verdrahtungseinrichtung 10 vorgesehen sein, die die Enden der jeweiligen Messaufnehmer 2 und 3 in einer vorgegebenen Weise elektrisch miteinander verbindet. Die Verdrahtungseinrichtung 10 kann darüber hinaus auch elektrische Verbindungen mit der Ergänzungsschaltung 4 aufwei sen, die vorzugsweise im Gurtband 1 geführt werden. Es ist jedoch auch möglich, die elektrischen Verbindungen in einer außerhalb des Gurtbands 1 geführten Signalleitung 13 zu führen.When using several fibrous transducers, such as in the 1 is illustrated, at the other end of the webbing, a wiring device 10 be provided, which are the ends of the respective sensor 2 and 3 electrically interconnects in a predetermined manner. The wiring device 10 In addition, electrical connections with the supplementary circuit 4 aufwei sen, preferably in the webbing 1 be guided. However, it is also possible to have the electrical connections in one out of the webbing 1 guided signal line 13 respectively.

Die von der Ergänzungsschaltung 4 erzeugten Messsignale werden über die Messsignalleitung 11 an eine Messsignalverarbeitungseinrichtung 12 geleitet. Die Messsignalverarbeitungseinrichtung 12 erzeugt eine oder mehrere Steuersignale, die über die Steuersignalleitung 8 an die Steuereinrichtung 6 zur Regelung des Gurteinzugs bzw. Gurtrückhaltekraft übertragen werden.The from the supplementary circuit 4 generated measuring signals are via the measuring signal line 11 to a measurement signal processing device 12 directed. The measurement signal processing device 12 generates one or more control signals via the control signal line 8th to the controller 6 to control the Gurteinzugs or Gurtrückhaltekraft be transferred.

Alle Signalleitungen können als mehrdrahtige elektrische Verbindungen ausgeführt sein, sodass jedes Signal über eine eigene Leitung verfügt. Die Signalleitungen können jedoch auch so ausgeführt sein, dass mit nachrichtentechnischen Mitteln unterschiedliche Signale auf identischen Verbindungen übertragen werden. Auch eine redundante, eventuell zeitliche versetzte Übertragung identischer Signalen über verschiedene elektrische Verbindungen ist möglich.All Signal lines can be designed as a multi-wire electrical connections, so that each signal via a own line. The signal lines can but also be executed that with telecommunications means different signals transmitted on identical connections become. Also a redundant, possibly temporally staggered transmission identical signals over various electrical connections is possible.

Der Messaufnehmer besteht bevorzugt aus einem Material, das als Faser, d.h. als ein im Verhältnis zur Länge dünnes und damit flexibles Gebilde, ausgebildet ist und das bei Dehnung eine Änderung von zumindest einem elektrischen Kennwert, beispielsweise eines Potentials oder Widerstandswerts, aufweist. Als Material eignen sich vor allem Metalle und Metalllegierungen, aber auch Halbleiter und leitfähige Polymere. Ein entsprechender Messaufnehmer wird in dieser Schrift als Faser-DMS bezeichnet.The sensor is preferably made of a material that is as a fiber, ie as a thin in relation to the length and thus flexible structure, is formed and the elongation at a change of at least one electrical characteristic, for example, a potential or resistance value, having. Suitable materials are, in particular, metals and metal alloys, but also semiconductors and conductive polymers. A corresponding sensor is referred to in this document as a fiber DMS.

Eine Zugbeanspruchung des faserförmigen Messaufnehmers führt dazu, dass sich die Faserlänge l um Δl vergrößert. Das Verhältnis der Längenänderung Δl zur ursprünglichen Faserlänge l wird als Dehnung bezeichnet. Bei metallischen und halbleitenden Werkstoffen führt eine Dehnung der Faser zu einer Änderung deren ohmschen Widerstands, die in der geometrischen Verformung, wie beispielsweise einer Querschnittsverringerung, und der Gefügeänderung der Faser begründet ist. Die relative Widerstandsänderung der Faser durch Dehnung wird nach Karl Hoffmann, "Eine Einführung in die Technik des Messens mit Dehnungsmessstreifen", Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Darmstadt, 1987, Seite 14 , mit folgender Gleichung beschrieben: dR/R0 = ε·(1 + 2ν) + dρ/ρ (1) A tensile stress of the fibrous sensor causes the fiber length l to increase by Δl. The ratio of the change in length .DELTA.l to the original fiber length l is referred to as elongation. For metallic and semiconductive materials, elongation of the fiber leads to a change in its ohmic resistance, which is due to geometric deformation, such as a reduction in cross-section, and the structural change of the fiber. The relative change in resistance of the fiber by stretching is decreasing Karl Hoffmann, "An Introduction to the Technique of Measuring with Strain Gages", Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Darmstadt, 1987, page 14 , described with the following equation: dR / R 0 = ε · (1 + 2ν) + dρ / ρ (1)

In Gleichung (1) geben dR die Widerstandsänderung durch Dehnung, R den Widerstand der Faser im ungedehnten Zustand, ε die Dehnung Δl/l₀ der Faser, ν die Querzahl, dρ die Änderung des spezifischen Widerstands durch Dehnung der Faser und ρ den spezifischen Widerstand der Faser im ungedehnten Zustand an.In Equation (1), dR is the resistance change by strain, R is the fiber's resistance in the unstretched state, ε is the strain Δl / l _{0 of} the fiber, ν is the transverse number, dρ is the change in resistivity by stretching the fiber, and ρ is the resistivity the fiber in the unstretched state.

Der Term "ε·(1 + 2ν)" entspricht dabei dem durch die geometrische Verformung begründeten Anteil der Widerstandsänderung, während der Term "dρ/ρ" den Gefügeanteil der Widerstandsänderung wiedergibt.Of the Term "ε · (1 + 2ν)" corresponds to this the proportion of resistance change due to the geometric deformation, while the term "dρ / ρ" is the part of the structure reflects the resistance change.

Um die am Gurt auftretenden Spannungen auf den faserförmigen Messaufnehmer 2 zu übertragen, werden Gurtband 1 und faserförmiger Messaufnehmer 2 bevorzugt durch textiles Fügen verbunden. Die textile Fügung kann z.B. durch Einweben oder Wirken, aber auch mittels Laminieren oder dergleichen realisiert werden. Die durch textiles Fügen erreichte form- und/oder kraftschlüssige Verbindung gewährleistet die Herstellung eines stabilen Verbundmaterials aus faserförmigem Messaufnehmer 2 und Gurtband 1.To the stresses occurring on the belt on the fibrous sensor 2 to transfer webbing 1 and fibrous sensor 2 preferably connected by textile joining. The textile joint can be realized, for example, by weaving or knitting, but also by means of lamination or the like. The positive and / or non-positive connection achieved by textile joining ensures the production of a stable composite material of fibrous measuring sensor 2 and webbing 1 ,

In einer einfachen Ausführung ist der Messaufnehmer 2 als dünner Draht ausgebildet, der sich in Längsrichtung des Gurtbandes 1 erstreckt. Um die durch die Dehnung erzeugte absolute Widerstandsänderung dR zu erhöhen kann der Messaufnehmer 2 wie in der 2 mäander- (a) oder schleifenförmig (b) im Gurtband angeordnet sein. Eine solche Anordnung eines Faser-DMS wird allgemein als Messgitter bezeichnet.In a simple version is the sensor 2 formed as a thin wire extending in the longitudinal direction of the webbing 1 extends. To increase the absolute resistance change dR generated by the strain, the sensor can be used 2 like in the 2 meandering (a) or looped (b) be arranged in the webbing. Such an arrangement of a fiber strain gauge is generally referred to as a measuring grid.

In einer alternativen Ausführungsform erstreckt sich der Faser-DMS nur über einen Teilbereich der Gurtbandlänge, der an dem die Belastung durch einen zurückzuhaltenden Insassen tatsächlich auftritt. Üblicherweise betrifft dieser Teilbereich den Abschnitt des Gurtbands, der im Kontakt mit dem Körper eines Insassen steht. Für eine differenziertere Erfassung unterschiedlicher Gurtbelastungen, d.h. Dehnungen des Gurts in unterschiedlichen Bereichen des Gurtbandes 1 kann die Faser-DMS in mehreren Teilbereichen des Gurtbands angeordnet sein, wobei sich einige der Teilbereiche überlappen können. Die Verbindung der einzelnen Faser-DMS zur Ergänzungsschaltung 4 oder auch untereinander erfolgt dabei vorzugsweise über dehnungsunempfindliche elektrische Verbindungen. Letztere können über Materialien realisiert werden, deren Widerstandsänderung dR bei Dehnung vernachlässigbar klein gegenüber der Widerstandsänderung der einzelnen Faser-DMS ist. Die Dehnungsunempfindlichkeit kann aber auch durch die Art der textilen Fügung der Verbindungen in das Gurtband, beispielsweise in Form einer zickzackförmigen Leitungsführung erreicht werden.In an alternative embodiment, the fiber strain gage extends only over a portion of the webbing length that actually encounters the load to be restrained by an occupant. Typically, this portion relates to the portion of the webbing which is in contact with the body of an occupant. For a differentiated detection of different belt loads, ie strains of the belt in different areas of the webbing 1 For example, the fiber strain gages can be arranged in several subregions of the webbing, whereby some of the subregions can overlap. The connection of the individual fiber strain gauges to the supplementary circuit 4 or also with each other preferably takes place via strain-insensitive electrical connections. The latter can be realized by materials whose resistance change dR during elongation is negligible compared to the change in resistance of the individual fiber strain gages. The stretch insensitivity can also be achieved by the type of textile joining of the compounds in the webbing, for example in the form of a zigzag cable routing.

Die Widerstandsänderungen dR einer Faser-DMS sind im Allgemeinen nicht groß genug um mit einem handelsüblichen Ohmmeter gemessen werden zu können. Es ist daher eine Messschaltung erforderlich, die kleine Widerstandsänderungen zuverlässig erkennen und in ein entsprechendes Signal umwandeln kann. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer Wheatstoneschen-Brückenschaltung erwiesen, wobei die Faser-DMS einen der Widerstände der Brückenschaltung bildet. Eine entsprechende Anordnung, bei der die Ergänzungsschaltung 3 Festwiderstände der Brücke enthält, ist unter der Bezeichnung Viertelbrücke bekannt.The changes in resistance dR of a fiber strain gauge are generally not large enough to be measured with a commercially available ohmmeter. Therefore, a measurement circuit is required which can reliably detect small resistance changes and convert them into a corresponding signal. Particularly advantageous is the use of a Wheatstone bridge circuit has been found, wherein the fiber strain gauge forms one of the resistors of the bridge circuit. A corresponding arrangement in which the supplementary circuit 3 Containing fixed resistors of the bridge is known as the quarter bridge.

Die Viertelbrückenschaltung ist jedoch empfindlich gegen Störeinflüsse, die ebenfalls zu einer Änderung des Widerstands der Faser-DMS führen. Der wesentliche Störeinfluss bei einem Sicherheitsgurt besteht in der Temperaturänderung des Faser-DMS durch Klimaschwankungen im Fahrzeug und die Wärmeübertragung an den Berührungsstellen von Gurtband und dem damit gesichertem Insassen. Bei einer Viertelbrückenschaltung überlagern die temperaturbedingten Widerstandsänderungen die über eine Dehnung verursachten Widerstandsänderungen, so dass das Messsignal verfälscht ist. Um die Störeinflüsse eliminieren zu können, wird die Viertelbrückenschaltung mit Hilfe eines Kompensations-Faser-DMS 3 zu einer Halbbrückenschaltung ergänzt, bei der der Kompensations-Faser-DMS 3 einen weiteren Festwiderstand der Ergänzungsschaltung ersetzt.However, the quarter-bridge circuit is sensitive to interference, which also leads to a change in the resistance of the fiber strain gages. The main concern with a safety belt is the temperature change of the fiber strain gauge due to climatic variations in the vehicle and the heat transfer at the points of contact of webbing and thus secured occupants. In the case of a quarter-bridge circuit, the temperature-induced changes in resistance overlap the changes in resistance caused by an expansion, so that the measurement signal is corrupted. In order to eliminate the interference, the quarter bridge circuit with the aid of a compensation fiber DMS 3 added to a half-bridge circuit, in which the compensation fiber DMS 3 replaced another fixed resistor of the supplementary circuit.

Der Kompensations-Faser-DMS 3 ist so ausgebildet, dass seine Widerstandsänderung in Abhängigkeit von der Störgröße in derselben Weise erfolgt wie bei dem zur Dehnungsmessung verwendeten Faser-DMS. Die Anordnung des Kompensations-Faser-DMS 3 im Gurtband 1 muss jedoch sicherstellen, dass eine Dehnung des Gurtbands nicht zu einer merklichen Widerstandsänderung des Kompensations-Faser-DMS 3 führt. Dies wird erreicht, indem die Dehnungsrichtung des Gurtbands 1 nicht parallel zur Längsrichtung des Kompensations-Faser-DMS 3 sondern schräg dazu verläuft. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Kompensations-Faser-DMS 3 daher wie in 1 veranschaulicht in Form einer zickzackförmigen Linie im Gurtband geführt. Der Kompensations-Faser-DMS 3 kann den dehnungssensitiv angeordneten Faser-DMS dabei wie gezeigt überkreuzen, er kann aber auch neben diesem geführt sein.The compensation fiber strain gauge 3 is designed such that its change in resistance as a function of the disturbance takes place in the same way as in the fiber strain gauge used for strain measurement. The arrangement of the compensation fiber strain gauge 3 in the webbing 1 However, it must be ensured that a stretch of the webbing does not lead to a noticeable change in the resistance of the compensation fiber strain gauge 3 leads. This is achieved by the stretching direction of the webbing 1 not parallel to the longitudinal direction of the compensation fiber strain gauge 3 but at an angle. In an advantageous embodiment, the compensation fiber DMS 3 therefore as in 1 illustrated in the form of a zigzag line in the webbing. The compensation fiber strain gauge 3 can cross over the strain-sensitive arranged fiber strain gauge as shown, but it can also be performed in addition to this.

In einer Weiterwicklung der Erfindung werden zwei dehnungssensitiv im Gurtband 1 angeordnete Faser-DMS 2 und zwei dehnungsinsensitiv im Gurtband 1 angeordnete Kompensations-Faser-DMS 3 in einer Vollbrückenschaltung wie in der 3 dargestellt mit der Ergänzungsschaltung verbunden. Bei einer Vollbrückenschaltung werden alle vier Brückenelemente von den Faser-DMS 2 und 3 außerhalb der Ergänzungsschaltung gebildet. Hierdurch können insbesondere Einflüsse von Leitungsfehlern minimiert werden.In a further development of the invention, two are stretch-sensitive in the webbing 1 arranged fiber strain gages 2 and two stretch-insensitive in the webbing 1 arranged compensation fiber strain gauges 3 in a full bridge circuit as in the 3 shown connected to the supplementary circuit. In a full bridge circuit, all four bridge elements are from the fiber strain gages 2 and 3 formed outside the supplementary circuit. As a result, in particular influences of line faults can be minimized.

Die Ergänzungsschaltung 4 ist zweckmäßig so ausgebildet, dass die Brückenschaltung mit einer Brücken-Eingangs- bzw. Speisespannung versorgt und die Brücken-Ausgangsspannung abgegriffen werden kann. Um einen zur zuverlässigen Weiterverarbeitung der auf der Brücken-Ausgangsspannung beruhenden Messsignale erforderlichen Signalhub zu erreichen, umfasst die Ergänzungsschaltung 4 weiterhin vorteilhaft eine Verstärker 16 zur Verstärkung der Brückenausgangsspannung auf ein gefordertes Niveau. Um Störeinflüsse durch Leitungsfehler weiterhin gering zu halten, ist die Ergänzungsschaltung zweckmäßig nahe den Faser-DMS-Messaufnehmern im Bereich eines Gurtendes, wie beispielsweise mechanisch geschützt in einem Umschlag am Gurtende angebracht.The supplementary circuit 4 is suitably designed so that the bridge circuit supplied with a bridge input or supply voltage and the bridge output voltage can be tapped. In order to achieve a signal swing required for reliable further processing of the measurement signals based on the bridge output voltage, the supplementary circuit comprises 4 furthermore advantageous an amplifier 16 to boost the bridge output voltage to a required level. In order to keep disturbances due to line faults still low, the supplementary circuit is expediently mounted close to the fiber strain gauge sensors in the region of a belt end, such as mechanically protected in an envelope at the belt end.

In einer weiteren Ausführungsform enthält die Ergänzungsschaltung 4 eine Umschalteinrichtung 15, mithilfe derer die Verschaltung 14 der einzelnen Faser-DMS so geändert werden kann, dass sich die temperaturbedingten Widerstandsänderungen nicht kompensieren sondern addieren. Bei einer Vollbrückenschaltung werden die dehnungssensitiv gefügten Faser-DMS dabei so verschaltet, dass sich ihre Widerstandsänderungen kompensieren. Bei einer Halbbrückenschaltung können die Werte der temperaturkompensierenden Verschaltung mit denen der temperaturverstärkenden Verschaltung verglichen und daraus der Temperatureinfluss bestimmt werden. Aus einer entsprechenden Temperaturmessung kann von der Messsignaleinrichtung 12 zum Beispiel bestimmt werden, ob das Gurtband eine Person oder einen Gegenstand zurückhält. Bei einer Person würde die Gurtkraftbegrenzung aktiviert, um diese schonend in das Prallkissen zu leiten. Bei einem Gegenstand wie beispielsweise einem Röhrenfernseher könnte dies zum Platen der Kathodenstrahlröhre und damit zur Gefährdung der Fahrzeuginsassen führen. In diesem Fall würde die Gurtkraftbegrenzung vorzugsweise nicht aktiviert werden.In a further embodiment, the supplemental circuit includes 4 a switching device 15 using which the interconnection 14 the individual fiber strain gauge can be changed so that the temperature-induced resistance changes do not compensate but add. In a full-bridge circuit, the strain-sensitive fiber strain gauges are connected in such a way that their resistance changes are compensated. In the case of a half-bridge circuit, the values of the temperature-compensating interconnection can be compared with those of the temperature-boosting interconnection, and the temperature influence can be determined therefrom. From a corresponding temperature measurement can of the measuring signal device 12 For example, it may be determined whether the webbing restrains a person or an object. In one person, the belt force limit would be activated to guide it gently into the impact pad. For an object such as a CRT television, this could lead to the cathode ray tube plating and thus endanger the vehicle occupants. In this case, the Gurtkraftbegrenzung would preferably not be activated.

Bei Messung der Gurtdehnung an mehreren Teilbereichen, kann die Ergänzungsschaltung 4 mehrere Teilschaltungen umfassen, die jeweils zur Bildung einer Messbrücke mit den Faser-DMS eines Teilbereichs ausgebildet sind.When measuring the belt extension in several sub-areas, the supplementary circuit 4 comprise a plurality of subcircuits, which are each formed to form a measuring bridge with the fiber strain gages of a subregion.

Die von der Ergänzungsschaltung 4 auf der Grundlage der über die Dehnung der Messaufnehmer 2 und/oder 3 vermittelten Änderungen eines oder mehrerer elektrischer Kennwerte des oder der Messaufnehmer 2 und 3 erzeugten Messsignale werden in der Messsignalverarbeitungseinrichtung 12 zu Steuersignalen für die Steuereinrichtung 6 verarbeitet. Die Steuersignale repräsentieren Anweisungen zur Einstellung der Gurtkraftbegrenzung, die vermittelt über die Steuereinrichtung 6 von der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung vorgenommen wird. Messsignalverarbeitungseinrichtung 12 und Steuereinrichtung 6 müssen dabei nicht notwendigerweise als eigenständige Einrichtungen vorgesehen sein, sondern können innerhalb einer Einrichtung realisiert sein.The from the supplementary circuit 4 based on the over the strain of the sensor 2 and or 3 mediated changes of one or more electrical characteristics of the sensor (s) 2 and 3 generated measuring signals are in the measuring signal processing device 12 to control signals for the controller 6 processed. The control signals represent instructions for adjusting the belt force limit, which is conveyed via the control device 6 is made by the belt force limiting device. Measurement signal processing device 12 and control device 6 need not necessarily be provided as separate facilities, but may be implemented within a facility.

Die vorliegende, oben beschriebene Erfindung ermöglicht eine gezielte und direkte Messung der an einem Gurtband eines Insassenrückhaltesystems auftretenden Belastungen, indem die durch die Belastung bewirkte Dehnung des Gurtbands auf einen oder mehrere in das Gurtband gefügte Dehnungsmessaufnehmer übertragen und die damit verbundene Änderung elektrischer Kennwerte des bzw. der Messaufnehmer mittels einer geeignete Ergänzungsschaltung in ein die Dehnung repräsentierendes Signal umgewandelt wird.The present invention described above enables a targeted and direct Measurement of occurring on a webbing of an occupant restraint system Loads, by the strain caused by the strain of the Transfer webbing to one or more strain gauges attached to the webbing and the associated change electrical characteristics of the or the sensor by means of a suitable supplementary circuit into a stretch representing Signal is converted.

11: Gurtbandwebbing
22: dehnungsempfindlich gefügter faserförmiger Messaufnehmerstretch sensitive entrenched fibrous sensor
33: dehnungsunempfindlich gefügter faserförmiger Messaufnehmerstrain resistant entrenched fibrous sensor
44: Ergänzungsschaltungsupplementary circuit
55: GurtkraftbegrenzungseinrichtungGurtkraftbegrenzungseinrichtung
66: Steuereinrichtungcontrol device
77: Umlenkeinrichtungendeflecting
88th: SteuersignalleitungControl signal line
99: Klinkepawl
1010: Verdrahtungseinrichtungwiring means
1111: MesssignalleitungMeasuring signal line
1212: MesssignalverarbeitungseinrichtungMeasurement signal processing device
1313: Signalleitungsignal line
1414: Verschaltung der Messaufnehmerinterconnection the sensor
1515: Umschalteinrichtungswitchover
1616: Verstärkeramplifier

Claims

Measuring device for the determination of belt forces with: - a webbing ( 1 ), - at least one fibrous sensor ( 2 ) which is designed such that at least a first electrical characteristic value of the fibrous measuring transducer changes as it is stretched, and - a supplementary circuit ( 4 ) for converting the first electrical characteristic value into a first electrical measurement signal, which represents the first electrical parameter or its change, characterized in that the at least one fibrous sensor ( 2 ) in the webbing ( 1 ) textile is added so that an extension of the webbing ( 1 ) an elongation of the fibrous sensor ( 2 ) causes.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring device at least one further fibrous sensor ( 3 ) in the webbing ( 1 ) textile is added so that an extension of the webbing ( 1 ) substantially no elongation of the further fibrous measuring transducer ( 2 ) causes.

Measuring device according to claim 2, characterized in that the joining of the further fibrous measuring sensor ( 3 ) in the webbing ( 1 ) an arrangement with one or more obliquely and / or transversely to the longitudinal direction of the webbing ( 1 ) extending portions of the further sensor ( 3 ).

Measuring device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the measuring device comprises at least two fibrous measuring sensors ( 2 ) in the webbing ( 1 ) are each added tex til that an extension of the webbing ( 1 ) an elongation of the respective fibrous measuring sensor ( 2 ) causes.

Measuring device according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the measuring device comprises at least two fibrous measuring sensors ( 3 ) in the webbing ( 1 ) are each added to the textile so that an expansion of the webbing ( 1 ) substantially no elongation of the respective fibrous sensor ( 3 ) causes.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that at least the at least one fibrous measuring sensor ( 2 ) textile so in the webbing ( 1 ) is added that an extension of the webbing ( 1 ) in one or more part of the webbing an elongation of the fibrous sensor ( 2 ), while an expansion of the webbing ( 1 ) in one or more different subregions of the webbing, no elongation of the fibrous measuring transducer ( 2 ) causes.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the supplementary circuit ( 4 ) comprises a Wheatstone bridge circuit.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one fibrous measuring sensor ( 2 ) is formed so that at least one further electrical characteristic value of the fibrous measuring sensor changes with the temperature of the fibrous measuring sensor.

Measuring device according to claim 8, characterized in that the supplementary circuit ( 4 ) is configured to convert the further electrical characteristic value into a further electrical measurement signal, which represents the further electrical characteristic or its change.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the supplementary circuit is mounted in the region of a belt end.

Restraint belt system comprising - a measuring device according to one of the preceding claims, - a belt force limiting device ( 5 ), - a measurement signal processing device ( 12 ) for generating at least one control signal using the one or more of the supplementary circuit or circuits ( 4 ) generated electrical signals, and - a control device ( 6 ) for controlling the belt force limiting device ( 5 ) on the basis of the at least one control signal of the measurement signal processing device ( 12 ), characterized in that the control device ( 6 ), the belt force limiting device ( 5 ) to be controlled on the basis of the control signal so as to effect control of the belt restraining force according to the control signal.

Restraint belt system according to claim 11, characterized in that the belt force limiting device ( 5 ) is formed, the Gurtkraftbe limitation by frictional forces.

Restraint belt system according to claim 12, characterized in that the belt force limiting device ( 5 ) comprises a self-energizing friction brake.