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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt, mit einer Gurtspule, auf der ein Gurtband federbelastet aufgewickelt werden kann, und mit einer Straffeinrichtung, die die Gurtspule in einer Aufwickelrichtung beaufschlagen kann. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Straffen eines unbenutzten Fahrzeugsicherheitsgurts.
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Gurtaufroller in Fahrzeugen wickeln das nicht benötigte Gurtband federbetätigt auf einer Gurtspule auf. Dadurch ist zum einen sichergestellt, dass der ungenutzte Sicherheitsgurt sicher verstaut ist. Zum anderen wird gewährleistet, dass der angelegte Sicherheitsgurt stets am Fahrzeuginsassen anliegt, sodass bei einem Blockieren des Sicherheitsgurts eine schnelle Verzögerung des Fahrzeuginsassen möglich ist.
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Abhängig von der Sitzposition und den Körpermaßen des Fahrzeuginsassen ist auch im angeschnallten Zustand des Sicherheitsgurts ein Teil des Gurtbandes auf der Gurtspule des Gurtaufrollers aufgewickelt. Wird bei einem Rückhaltefall die Gurtspule blockiert, kann sich diese zwar nicht zum Abrollen des Gurtbandes weiter drehen. Da das Gurtband aber durch wiederholtes Auf- und Abwickeln locker auf der Gurtspule aufgewickelt ist, können sich die auf der Gurtspule aufgewickelten Wicklungen des Gurtbandes auf der Gurtspule enger zusammenziehen, wodurch trotz erfolgter Sperrung der Gurtspule eine geringe Gurtbandlänge abgezogen werden kann. Dieser Effekt wird als Filmspuleneffekt bezeichnet. Durch diesen zusätzlichen Gurtbandabzug wird aber die Rückhaltewirkung des Sicherheitsgurtes beeinflusst, da der Fahrzeuginsasse erst verspätet an der Gesamtverzögerung des Fahrzeugs teilnimmt. Zwar könnte mit einer stärkeren Aufwickelfeder eine engere Aufwicklung des Gurtbandes auf der Gurtspule erzielt werden. Aufgrund der konstant wirkenden Federkraft wäre aber der Gurtbandabzug erschwert und das Gurtband würde unangenehm fest am Fahrzeuginsassen anliegen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller bereitzustellen, der einen geringeren Filmspuleneffekt aufweist und somit eine verbesserte Wirkung des Sicherheitsgurts ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, ein Verfahren bereitzustellen, durch das ein solcher Filmspuleneffekt vermieden oder zumindest verringert wird.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt vorgesehen, mit einer Gurtspule, auf der ein Gurtband federbelastet aufgewickelt werden kann, und mit einer Straffeinrichtung, die die Gurtspule in einer Aufwickelrichtung beaufschlagen kann. Erfindungsgemäß ist eine Steuerung vorgesehen, die die Straffeinrichtung bei unbelastetem und nicht angelegtem Sicherheitsgurt aktivieren kann.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, das Gurtband bereits vor dem Anlegen des Sicherheitsgurts durch einen Fahrzeuginsassen so eng auf der Gurtspule aufzuwickeln, dass ein Filmspuleneffekt verhindert oder zumindest verringert wird. Dies erfolgt durch eine zusätzliche Steuerung, durch die in unbelastetem, also nicht angelegtem Zustand des Sicherheitsgurtes die Straffeinrichtung so angesteuert wird, dass eine deutlich größere Aufwickelkraft auf die Gurtspule wirkt, als durch den Aufwickelmechanismus des Gurtaufrollers. Der Gurt ist in unbelastetem Zustand zwischen einem Endbeschlag und dem Gurtaufroller, im Falle eines Dreipunktgurts zusätzlich um einen Umlenkpunkt gespannt. Da das Gurtband vollständig gespannt ist, wirkt sich eine größere Aufwickelkraft direkt auf die Wicklungen des Gurtbandes auf der Gurtspule auf, die dadurch enger auf der Gurtspule zusammengezogen werden. Das Gurtband wird also vor dem Anlegen des Sicherheitsgurtes enger auf der Gurtspule aufgewickelt, so dass die beim Anlegen des Sicherheitsgurtes auf der Gurtspule verbleibenden Wicklungen enger zusammengezogen sind.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Straffsysteme aktivieren die Straffeinrichtung üblicherweise erst bei einem Rückhaltefall, beispielsweise nach dem Blockieren des Sicherheitsgurtes bzw. der Gurtspule oder im Falle eines Vorstraffsystems unmittelbar für dem Blockieren des Sicherheitsgurtes. In jedem Fall erfolgt die Straffung erst bei angelegtem Gurt. Der Gurtstraffer muss dadurch im Rückhaltefall erst gegen den Filmspuleneffekt anarbeiten, bevor eine weitere Straffung des Sicherheitsgurtes erfolgen kann. Da das Gurtband beim erfindungsgemäßen Gurtaufroller bereits vor dem Blockieren der Gurtspule enger aufgewickelt wird, kann bei einem Rückhaltefall eine schnellere Teilnahme des Fahrzeuginsassen an der Gesamtverzögerung des Fahrzeuges erreicht werden. Da die Straffung in nicht angelegtem Zustand des Sicherheitsgurtes durchgeführt wird, erfolgt keine Beeinträchtigung des Fahrzeuginsassen, sodass es möglich ist, sehr hohe Straffkräfte anzulegen, um eine engere Wicklung des Gurtbands zu erreichen.
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Die Straffung erfolgt vorzugsweise nur, wenn sich kein Fahrzeuginsasse im Fahrzeug befindet, so dass eine Ablenkung oder Irritation des Fahrzeuginsassen verhindert wird. Um dies sicherzustellen, weist die Steuerung zumindest einen Sensor auf, der definierte Zustände des Fahrzeugs misst und die Straffung in Abhängigkeit von diesen Fahrzeugzuständen freigibt.
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Der Sensor kann beispielsweise ein Neigungswinkelmesser sein, wobei die Steuerung die Straffung nur bei im Wesentlichen waagrecht abgestelltem Fahrzeug freigibt. Gurtaufroller weisen üblicherweise eine fahrzeugsensitive Sperrfunktion auf, die die Gurtspule bei geneigtem Fahrzeug blockieren kann. Um diese Sperrung zu lösen, ist eine Entlastung des Gurtbandes bzw. eine Drehung der Gurtspule in Aufwickelrichtung erforderlich. Wird bei eine geneigten Fahrzeug eine Straffung aktiviert werden, besteht die Gefahr, dass die Gurtspule mit stark gespannten Sicherheitsgurt blockiert wird, so dass ein Lösen der Sperrung durch Drehen der Gurtspule oder Entlasten des Gurtbandes nicht möglich ist.
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Der Sensor kann beispielsweise auch eine Innenraumüberwachung sein, die sicherstellt, dass sich kein Fahrzeuginsasse im Fahrzeug befindet, oder beispielsweise eine Schließüberwachung, die sicherstellt, dass das Fahrzeug geparkt und die Türen verriegelt sind, also das Fahrzeug abgestellt und verschlossen ist. Alternativ kann der Sensor auch ein sogenannter Pull-Out-Sensor sein, der sicherstellt, dass der Gurt vollständig abgelegt und aufgewickelt ist. Ein solcher Sensor kann sinnvoll sein, um sicherzustellen, dass sich auch bei abgestelltem Fahrzeug kein Fahrzeuginsasse im Fahrzeug befindet oder dass der Sicherheitsgurt nicht zum Fixieren von Gegenständen im abgestellten Fahrzeug verwendet wird, also eine Straffung nur bei unbelastetem Sicherheitsgurt erfolgt.
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Erfindungsgemäß ist des Weiteren ein Verfahren zum Straffen eines unbenutzten Fahrzeuggurts durch Beaufschlagen einer Gurtspule in einer Aufwickelrichtung vorgesehen, wobei durch eine Steuerung detektiert wird, dass der Sicherheitsgurt unbelastet und nicht von einem Fahrzeuginsassen angelegt ist, und anschließend die Gurtspule in Aufwickelrichtung beaufschlagt wird.
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In einem solchen Verfahren überprüft die Steuerung beispielsweise, ob das Fahrzeug abgestellt und verschlossen ist, und stellt sicher, dass nur bei abgestelltem und verschlossenem Fahrzeug eine Aktivierung der Straffung erfolgt. In dieser Ausführungsform des Verfahrens wird davon ausgegangen, dass sich bei abgestelltem und verschlossenem Fahrzeug kein Fahrzeuginsasse im Fahrzeug befindet, sodass sichergestellt ist, dass sich die Straffung nicht auf den Fahrzeuginsassen auswirkt, diesen irritiert oder ablenkt. Zudem wird dadurch sichergestellt, dass nicht eine Straffung erfolgt, wenn sich ein Fahrzeuginsasse anschnallen will, also den Sicherheitsgurt ausrollt.
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Die Aktivierung der Straffung kann beispielsweise zeitversetzt zum Detektieren des Abstellens und Verschließens des Fahrzeugs erfolgen. Nach dem Abstellen und Verschließen des Fahrzeugs wird eine Straffung also um einen definierten Zeitraum verzögert, um sicherzustellen, dass sich keine Person im Fahrzeug befindet.
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Die Steuerung kann auch überprüfen, ob sich ein Fahrzeuginsasse im Fahrzeug befindet. Diese Überprüfung erfolgt beispielsweise durch eine Innenraumüberwachung oder einen Bewegungssensor, wobei hierzu beispielsweise Sensoren einer Fahrzeugalarmanlage genutzt werden können. Eine Aktivierung der Straffung erfolgt ebenfalls nur, wenn kein Fahrzeuginsasse im Fahrzeug detektiert wird. Die Nutzung der Innenraumüberwachung bietet den Vorteil, dass auch im abgestellten und verschlossenen Fahrzeug Personen warten können, ohne dass eine Straffung der Sicherheitsgurte erfolgt.
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Vorzugsweise wird auch die Position des Fahrzeugs detektiert, und eine Straffung wird nur bei waagrecht abgestelltem Fahrzeug aktiviert, um eine zusätzliche Blockierung der Gurtspule bzw. des aufgewickelten Sicherheitsgurtes durch eine fahrzeugsensitive Sperreinrichtung zu vermeiden.
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Die Steuerung kann zusätzlich die Position des Sicherheitsgurts erfassen und eine Straffung nur bei abgelegtem und aufgewickeltem Sicherheitsgurt aktivieren. Eine solche Erfassung der Sicherheitsgurtposition kann beispielsweise mittels eines Pull-Out-Sensors erfolgen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich nicht bei abgestelltem Fahrzeug eine angeschnallte Person im Fahrzeug befindet oder dass der Gurt nicht zum Fixieren von Gegenständen verwendet wird. In beiden Fällen ist eine Straffung nicht erwünscht. Bei einem angeschnallten Sicherheitsgurt könnte eine Straffung für die angeschnallte Person sehr unangenehm sein. Ein fixierter Gegenstand könnte durch die Straffung beschädigt werden.
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Um ein Entladen der Fahrzeugbatterie durch wiederholte Straffvorgänge zu vermeiden, kann die Steuerung zusätzlich den Ladezustand der Batterie überprüfen. Eine Aktivierung der Straffung erfolgt nur ab einem definierten Ladezustand der Batterie.
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Um die Straffeinrichtung bzw. die Fahrzeugbatterie nicht unnötig zu belasten, kann es auch vorgesehen sein, dass die Steuerung die Auf- und Abwickelvorgänge des Sicherheitsgurts zählt und eine Aktivierung der Straffung nur nach einer definierten Anzahl Aufwickel- bzw. Abwickelvorgängen erfolgt. Dies erfolgt beispielsweise über einen Zählmechanismus, der am Pull-Out-Sensor oder am Gurtschloss angeordnet ist. Die Anzahl der Aufwickel- und Abwickelvorgänge hängt beispielsweise von der Gurtbandsteifigkeit, der Stärke der Aufrollerfeder oder der Reibung an den Gurtbandumlenkpunkten ab.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers vor der Aktivierung der Straffeinrichtung, und
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2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers nach der Aktivierung der Straffeinrichtung.
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In 1 ist ein Gurtaufroller 10 gezeigt, mit einer Gurtspule 12, die drehbar im Gurtaufroller 10 gelagert ist und auf der ein Gurtband 14 aufgewickelt werden kann. An der Gurtspule 12 greift ein an sich bekannter und hier nicht im Detail gezeigter Aufwickelmechanismus an, der die Gurtspule 12 mit einer in Aufwickelrichtung A gerichteten Federkraft beaufschlagt, sodass das Gurtband 14 federbelastet auf der Gurtspule 12 aufgewickelt wird.
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Der Gurtaufroller 10 weist des Weiteren eine Straffeinrichtung 16 mit einem Motor, die die Gurtspule 12 zusätzlich in Aufwickelrichtung A beaufschlagen kann, eine Steuerung 18 zur Aktivierung der Straffeinrichtung 16 sowie eine nicht dargestellte Blockiereinrichtung auf.
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Wie in den 1 und 3 zu sehen ist, sind des Weiteren Sensoren vorgesehen, die verschiedene Zustände des Fahrzeugs messen können. Die Sensoren sind mit der Steuerung 18 gekoppelt und können die gemessenen Fahrzeugzustände an die Steuerung 18 übermitteln.
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Ein erster, am Gurtaufroller vorgesehener Sensor ist ein Neigungwinkelsensor 20, der die Neigung des Fahrzeugs zur Horizontalen misst. Ein solcher Sensor steuert üblicherweise eine fahrzeugsensitive Blockierung der Gurtspule 12. Der Neigungswinkelsensor 20 ist zu diesem Zweck zusätzlich mit der Blockiereinrichtung gekoppelt.
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Ein zweiter Sensor ist ein Gurtbandauszugssensor 22, der die Position des Gurtbandes 14 detektiert, bzw. wie weit das Gurtband ausgezogen ist.
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Zusätzlich ist ein Innenraumsensor 24 vorgesehen, der Bewegungen im Innenraum erfassen kann.
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Bei herkömmlichen Gurtaufrollern 10 dient die Straffeinrichtung 16 dazu, im Rückhaltefall des Gurtaufrollers 10 das Gurtband 14 zu straffen, indem eine Gurtlose, reduziert wird und der Fahrzeuginsasse in den Sitz gezogen wird. Dazu wird die Gurtspule 12 in Aufwickelrichtung A beaufschlagt, so dass nicht benötigtes Gurtband 14 auf der Gurtspule 12 aufgewickelt wird. Dadurch liegt das Gurtband 14 des Sicherheitsgurtes fest am Fahrzeuginsassen an und dieser kann schneller an der Gesamtverzögerung des Fahrzeugs teilnehmen.
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Der Sicherheitsgurt ist aber üblicherweise durch die wiederholten Aufwickel- und Abwickelvorgänge vergleichsweise locker auf der Gurtspule 12 aufgewickelt. Dies hat den Effekt, dass bei einer Blockierung der Gurtspule 12 und einer Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen die Wicklungen 26 des Gurtbandes 14 auf der Gurtspule 12 enger gezogen werden, wodurch ein zusätzlicher Gurtbandauszug erfolgt, obwohl die Gurtspule 12 blockiert ist. Dieser Effekt wird allgemein als Filmspuleneffekt bezeichnet.
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Durch die Straffeinrichtung 16 kann zwar eine Gurtlose beseitigt werden und im Strafffall auch nach Blockieren der Gurtspule 12 eine definierte Länge des Gurtbandes 14 eingezogen werden.
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Erfindungsgemäß ist aber vorgesehen, dass die Steuerung 18 die Straffeinrichtung 16 bei nicht angelegtem Sicherheitsgurt aktiviert, so dass das Gurtband 14 bei Aktivierung der Blockiereinrichtung enger auf der Gurtspule 12 aufgewickelt ist.
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Wie in 1 zu sehen ist, ist das Gurtband 14 in unbelastetem Zustand zwischen einem fahrzeugfesten Beschlag 28 und dem Gurtaufroller 10 gespannt, wobei eine Umlenkung über einen Umlenkbeschlag 30 möglich ist. Das Gurtband 14 ist also vollständig gestreckt, so dass eine Beaufschlagung der Gurtspule 12 in Aufwickelrichtung A, dazu führt, dass die Wicklungen 26 des Gurtbands 14 auf der Gurtspule 12 enger gezogen werden, wie in 2 zu sehen ist.
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Dies führt dazu, dass der Filmspuleneffekt beim oder nach dem Blockieren des Gurtaufrollers 10 verhindert oder zumindest reduziert wird. Genaugenommen wird die Gurtspule 12 in unbelastetem Zustand des Sicherheitsgurtes so beaufschlagt, dass dieser Effekt, anders als im Stand der Technik, bereits vor dem Anlegen des Sicherheitsgurtes erfolgt, das Gurtband 14 also bereits vor dem Anlegen des Sicherheitsgurtes möglichst eng auf der Gurtspule 12 aufgewickelt ist.
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Da durch die Straffeinrichtung 16 aber sehr hohe Straffkräfte auf die Gurtspule 12 und somit das Gurtband 14 wirken können, muss dieser Vorgang bei nicht angelegtem und unbenutztem Sicherheitsgurt erfolgen, um den Fahrzeuginsassen nicht durch das plötzliche Straffen des Gurtbandes 14 zu irritieren, abzulenken oder zu beeinträchtigen.
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Durch den Innenraumsensor 24 wird beispielsweise detektiert, ob sich eine Person im Fahrzeuginnenraum befindet. Die Straffeinrichtung 16 wird von der Steuerung 18 ausschließlich aktiviert, wenn sich keine Person im Fahrzeuginnenraum befindet.
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Durch zusätzliche Sensoren kann beispielsweise detektiert werden, dass das Fahrzeug abgestellt und verschlossen ist. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass sich keine Person im abgeschlossenen und geparkten Fahrzeug befindet. Um diesen Zustand zu detektieren, können beispielsweise zusätzliche Sensoren der Schließanlage oder einer Parkbremse mit der Steuerung 18 gekoppelt sein.
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Zusätzlich kann durch den Gurtbandauszugssensor 22 detektiert werden, ob das Gurtband 14 vollständig auf der Gurtspule 12 aufgewickelt ist, also nicht im abgestellten Fahrzeug der Sicherheitsgurt eine wartende Person angeschnallt oder der Sicherheitsgurt um einen Gegenstand gelegt ist.
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Der Neigungswinkelsensor 20 stellt zusätzlich sicher, dass das Fahrzeug waagrecht abgestellt ist. Reguläre Gurtaufroller haben eine Sperrfunktion, die bei einer Neigung des Fahrzeugs die Gurtspule 12 und somit den Sicherheitsgurt blockieren. Ein Lösen dieser Blockierung ist nur durch Entspannen des Gurtbandes 14 bzw. durch Drehen der Gurtspule 12 in Aufwickelrichtung A möglich. Wird die Straffeinrichtung 16 bei nicht waagrecht abgestelltem Fahrzeug aktiviert, besteht die Gefahr, dass das Gurtband 14 zusätzlich gespannt wird und die fahrzeugsensitive Sperrfunktion auslöst. Da das Gurtband 14 in diesem Zustand vollständig aufgewickelt und zusätzlich gespannt ist, ist eine Entlastung des Gurtbandes 14, die zur Lösung der Blockierung erforderlich wäre, nicht möglich. Aus diesem Grund wird die Straffeinrichtung 16 nur aktiviert, wenn ein Ansprechen der fahrzeugsensitiven Blockierung ausgeschlossen ist, also das Fahrzeug waagrecht steht.
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Alternativ ist es auch möglich, dass nach dem Detektieren, dass das Fahrzeug geparkt und die Türen verriegelt sind, die Aktivierung der Straffung erst nach einem definierten Zeitraum erfolgt, um sicherzustellen, dass sich keine Person im Fahrzeug befindet. Zudem wird so eine Irritation der gegebenenfalls noch neben dem Fahrzeug stehenden Personen durch die Geräuschbildung im Fahrzeug verhindert.
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Zusätzlich kann durch den Gurtbandauszugssensor 22 die Anzahl der Abwickelvorgänge bzw. der Aufwickelvorgänge des Gurtbandes 14 gemessen werden oder detektiert werden, wie weit das Gurtband 14 ausgezogen wird.
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Eine Straffung ist nämlich nicht nach jedem Abwickelvorgang des Gurtbandes 14 erforderlich, da nur die Wicklungen 26 locker aufgewickelt werden, die vorher abgewickelt werden. Der Effekt der engeren Wicklung bleibt also für die Wicklungen 26, die nicht abgewickelt werden, länger bestehen.
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Dadurch kann auch erst nach einer definierten Anzahl Abwickelvorgänge eine erneute Straffung der Wicklungen 24 erfolgen, also wenn davon auszugehen ist, dass sich das gesamte Gurtband 14 wieder auf der Gurtspule 12 gelockert hat. Dies hat den Vorteil, dass die Straffeinrichtung 16 sowie die ganze Mechanik des Gurtaufrollers 10 geschont werden. Zudem wird auch die Batterie des Fahrzeugs, die die für die Straffung erforderliche Energie bereitstellt, geschont.
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Optional kann die Steuerung 18 auch den Ladezustand der Fahrzeugbatterie überprüfen, um eine Entladung der Fahrzeugbatterie durch die Straffeinrichtung 16 zu verhindern.
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Ist eine Gefährdung von Fahrzeuginsassen oder Gegenständen im Fahrzeug ausgeschlossen, also durch die Sensoren detektiert, dass der Sicherheitsgurt unbelastet und unbenutzt ist, kann die Straffung durch die Straffeinrichtung 16 mit einer sehr hohen Kraft durchgeführt werden, sodass das Gurtband 14 möglichst eng auf der Gurtspule 12 aufgewickelt ist.
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Die Straffung erfolgt beispielsweise mit einer Kraft von 100 N, während im regulären Betrieb des Aufwickelmechanismus üblicherweise lediglich eine Aufwickelkraft von ca. 10 N erzielt wird.
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Dies kann beispielsweise mit langsam ansteigender Straffkraft erfolgen. Dadurch wird die Mechanik der Straffeinrichtung 16 geschont und eine starke Geräuschbildung, die beispielsweise durch ein schlagartiges Straffen des Gurtbandes 14 erfolgen könnte und Personen innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs irritieren könnte, verhindert. Die Straffeinrichtung 16 kann beispielsweise über die Stromstärke gesteuert werden, sodass die Straffkraft stufenweise erhöht werden kann.
