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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebs eines Gurtaufrollers, eine Sicherheitsgurtanordnung mit einem Gurtaufroller, einem mit dem Gurtaufroller gekoppelten Antrieb und einem Steuermittel sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens und ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer solchen Sicherheitsgurtanordnung.
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Insbesondere Sicherheitsgurte in Personenkraftwagen werden nach betriebsinterner Praxis bei Bedarf von einem rückstellenden Gurtaufroller abgerollt und durch Schließen eines Gurtschlosses geschlossen. Zum Ablegen wird das Gurtschloss geöffnet und der Gurtaufroller rollt den ausgegebenen Sicherheitsgurt wieder auf.
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Dabei kann, ähnlich wie bei Filmspulen, Lose im aufgerollten Sicherheitsgurt auftreten, beispielsweise, wenn ein Passagier den Sicherheitsgurt manuell entgegen der Auszugrichtung einschiebt, sich bei Aufwickeln, insbesondere trägheitsbedingt, Lose im freien Sicherheitsgurtabschnitt ergibt, und/oder eine Wickelspannung des aufgerollten Sicherheitsgurtes nachlässt.
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Aus betriebsinterner Praxis sind neben pyrotechnischen Gurtstraffern reversible Antriebe bekannt, die mit einem Gurtaufroller gekoppelt sind, insbesondere, um den angelegten Sicherheitsgurt in einer Gefahrensituation vorzuspannen.
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Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, die Funktion einer Sicherheitsgurtanordnung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 8, 10 und 11 stellen eine Sicherheitsgurtanordnung mit einem Gurtaufroller, einem mit dem Gurtaufroller gekoppelten Antrieb und einem Steuermittel sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Sicherheitsgurtanordnung unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der abgelegte, auf den bzw. in dem Gurtaufroller aufgerollte Sicherheitsgurt durch den mit dem Gurtaufroller gekoppelten Antrieb gestrafft, um so, insbesondere filmspulenartige, Lose des aufgerollten Sicherheitsgurts zu reduzieren. Hierdurch kann in einer Ausführung Lose des auf den bzw. in dem Gurtaufroller aufgerollten Restabschnitts des anschließend wieder ausgezogenen, angelegten Sicherheitsgurts reduziert werden. Auf diese Weise kann der Sicherheitsgurt in einer Ausführung einen Passagier besser anbinden und insbesondere eine Rückhaltebelastung verbessern.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, insbesondere durch ein Erfassungsmittel, ein aufgerollter Zustand eines Sicherheitsgurts eines Gurtaufrollers erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des aufgerollten Gurtes durch einen mit dem Gurtaufroller gekoppelten Antrieb in Aufrollrichtung beaufschlagt, wenn der aufgerollte Zustand erfasst worden ist, insbesondere, indem ein Steuermittel den Antrieb entsprechend ansteuert. Zur kompakteren Darstellung wird vorliegend auch ein Regeln, d. h. ein Vorgeben einer Stellgröße auf Basis eines Vergleichs einer Ist- mit einer Soll-Größe, verallgemeinernd als Regeln bezeichnet.
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In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird vorteilhaft ein, insbesondere reversibler, Antrieb, der mit einem Gurtaufroller gekoppelt ist, um in einer Gefahrensituation den angelegten Gurt vorzuspannen, dazu genutzt, den abgelegten, aufgerollten Gurt zu straffen und so insbesondere Lose des aufgerollten Gurtes zu reduzieren. Der auf den bzw. in dem Gurtaufroller aufgerollte, gestraffte Sicherheitsgurt weist in einer Ausführung, insbesondere reibungsbedingt, auch nach Wegfall der Beaufschlagung durch den Antrieb, insbesondere bei einem anschließenden, insbesondere manuellen, Anlegen des Gurtes, insbesondere einem teilweisen Abwickeln von dem Gurtaufroller und Schließen eines Gurtschlosses, in dem aufgerollten Restabschnitt weniger Lose auf.
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Der Antrieb kann in einer Ausführung einen oder mehrere Elektromotoren aufweisen, der bzw. die mit dem Gurtaufroller direkt oder über ein Getriebe, insbesondere mit einem Freilauf in Auszug- bzw. entgegen der Aufrollrichtung, gekoppelt sein können. Zusätzlich oder alternativ kann der Antrieb einen oder mehrere hydraulische und/oder pneumatische Aktuatoren aufweisen. Der Gurtaufroller kann in einer Ausführung eine Spule zum Aufrollen des Sicherheitsgurtes aufweisen, an der der Sicherheitsgurt dauerhaft oder lösbar reib-, form- oder stoffschlüssig befestigt sein kann. In einer Ausführung weist der Gurtaufroller einen Sperrmechanismus auf, der bei einem ruckartigen Ausziehen sperrt und in einer Ausführung beispielsweise einen außenverzahnten Rotor aufweist, der elastisch in einem innenverzahnten Stator gelagert ist, so dass bei einer ruckartigen Belastung die Verzahnungen in Eingriff treten und einer Drehung des Rotors entgegenwirken. In einer Ausführung weist der Gurtaufroller ein Rückholfedermittel auf, welches bei Abrollen bzw. Ausziehen des Sicherheitsgurtes gespannt wird und die Spule zurückzustellen sucht, beispielsweise eine inertial bzw. fahrzeugseitig gefesselte Dreh- bzw. Torsionsfeder oder dergleichen. Zusätzlich oder alternativ kann auch der Antrieb den geöffneten Sicherheitsgurt einrollen.
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In einer Ausführung beaufschlagt der Antrieb den Gurtaufroller zum Straffen mit einem vorgegebenen Kraftverlauf. Hierdurch kann in einer Ausführung eine ausreichende Straffung sichergestellt werden.
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Der Kraftverlauf kann in einer Weiterbildung fest, insbesondere werkseitig, vorgegeben sein. Insbesondere hierdurch kann in einer Ausführung eine ausreichende Straffung sichergestellt werden. Gleichermaßen kann er auch variabel vorgegeben werden, insbesondere kraftfahrzeug-, sicherheitsgurt-, gurtaufroller- und/oder antriebsspezifisch und/oder durch den Passagier. Hierdurch kann in einer Ausführung eine individuelle Straffung vorgegeben und so beispielsweise eine Auszug- bzw. Anlegecharakteristik verändert werden.
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Zusätzlich oder alternativ zu einem Kraftverlauf kann der Antrieb in einer Ausführung den Gurtaufroller zum Straffen mit einem vorgegebenen Wegverlauf beaufschlagen. Dies kann in einer Ausführung steuerungs- und/oder antriebstechnisch vorteilhaft sein und/oder eine ausreichende Straffung sicherstellen. Auch der Wegverlauf kann in einer Weiterbildung fest, insbesondere werkseitig, vorgegeben sein. Insbesondere hierdurch kann in einer Ausführung eine ausreichende Straffung sichergestellt werden. Gleichermaßen kann er auch variabel vorgegeben werden, insbesondere kraftfahrzeug-, sicherheitsgurt-, gurtaufroller- und/oder antriebsspezifisch und/oder durch den Passagier. Hierdurch kann in einer Ausführung eine individuelle Straffung vorgegeben und so beispielsweise eine Auszug- bzw. Anlegecharakteristik verändert und/oder eine gebrauchs- bzw. altersbedingte Längung des Sicherheitsgurtes kompensiert werden.
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In einer Ausführung wird der Gurtaufroller zum Straffen durch den Antrieb mit einer Maximalkraft beaufschlagt, die wenigstens dem fünffachen, insbesondere wenigstens dem Zehnfachen einer maximalen Kraft eines Rückholfedermittels des Gurtaufrollers entspricht. Auf diese Weise kann in einer Ausführung eine Straffung erreicht werden, die über die vom Rückholfedermittel bewirkte Wicklung hinausgeht und so verbleibende Lose reduziert. Zur kompakteren Darstellung wird vorliegend auch ein antiparalleles Kräftepaar, d. h. ein Drehmoment, verallgemeinernd als Kraft bezeichnet.
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In einer Ausführung wird der Gurtaufroller zum Straffen durch den Antrieb mit einer Maximalkraft beaufschlagt, die wenigstens dem 0,3fachen, insbesondere wenigstens der Hälfte einer maximalen Gurtstrafferkraft des Gurtaufrollers entspricht, insbesondere, wie sie von dem Antrieb und/oder einem pyrotechnischen Gurtstraffer in einer Gefahrensituation auf den angelegten Sicherheitsgurt aufgeprägt wird, um diesen vorzuspannen. Hierdurch kann in einer Ausführung eine ausreichende Straffung sichergestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Gurtaufroller zum Straffen durch den Antrieb mit einer Maximalkraft beaufschlagt werden, die höchstens dem 0,9fachen einer maximalen Gurtstrafferkraft des Gurtaufrollers entspricht. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Überlastung des Sicherheitsgurtes, Gurtaufrollers und/oder Antriebs vermieden werden. In einer Ausführung wird der Gurtaufroller zum Straffen durch den Antrieb mit einer Maximalkraft beaufschlagt, die dem aufgerollten Sicherheitsgurt eine Zugkraft von wenigstens 0,5 kN und/oder höchstens 1,5 kN, insbesondere höchstens 1 kN aufprägt. Hierdurch wird in einer Ausführung eine vorteilhafte Straffung sichergestellt.
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In einer Ausführung wird der Sicherheitsgurt durch den Antrieb aufgerollt und der Gurtaufroller anschließend zum Straffen des aufgerollten Gurtes durch den Antrieb beaufschlagt. In einer Weiterbildung kann zwischen dem Aufrollen und dem Straffen eine fest oder variabel vorgegebene Zeitspanne vorgesehen sein bzw. abgewartet werden, so dass sich der aufgerollte Gurt setzen kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Spannkraft, mit der der Antrieb den aufgerollten Gurt spannt, die Aufwickelkraft, mit der der Antrieb den geöffneten Gurt aufwickelt, übersteigen. Insbesondere kann eine maximale Spannkraft wenigstens das 1,2 fache, vorzugsweise wenigstens das 1,5fache, insbesondere wenigstens das Doppelte einer maximalen Aufwickelkraft betragen. Mit anderen Worten kann der Antrieb den Sicherheitsgurt zunächst mit einer geringeren Aufwickelkraft aufwickeln, insbesondere, um eine zu hohe Gurtbeschleunigung beim Aufwickeln zu vermeiden, und anschließend, gegebenenfalls nach einer vorgegebenen Zeitdauer, den aufgerollten Gurt mit einer höheren Spannkraft spannen. Unter einer (maximalen) Aufwickelkraft wird vorliegend insbesondere eine (maximale) Kraft verstanden, mit der der Antrieb den Gurtaufroller beaufschlagt, bis der Sicherheitsgurt, wenigstens im Wesentlichen vollständig, aufgerollt ist, unter einer (maximalen) Spannkraft entsprechend insbesondere eine (maximale) Kraft, mit der der Antrieb den Gurtaufroller beaufschlagt, nachdem der Sicherheitsgurt, wenigstens im Wesentlichen vollständig, aufgerollt ist. In einer anderen Ausführung wird der Sicherheitsgurt nur durch ein Rückholfedermittel aufgerollt und der Antrieb beaufschlagt erst den, wenigstens im Wesentlichen, vollständig aufgerollten, statischen bzw. ruhenden Sicherheitsgurt zum Straffen. Auf diese Weise kann in einer Ausführung eine Betriebsdauer und/oder Geräuschemission des Antriebs reduziert werden.
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Der Kraftverlauf kann in einer Ausführung, wenigstens im Wesentlichen, trapezförmig, insbesondere dreieckförmig, über der Zeit oder dem Aufrollweg des Sicherheitsgurtes vorgegeben sein, wobei durch die ansteigende Flanke eine zunehmende Straffung bewirkt und durch die, gegebenenfalls kurze, insbesondere verschwindende, Plateauphase und die anschließende abnehmende Flanke reibungs- und verformungsbedingt eine verbleibende Straffung bewirkt werden kann. In einer anderen Ausführung kann der Kraftverlauf über der Zeit oder dem Aufrollweg des Sicherheitsgurtes schwellend vorgegeben sein, insbesondere mit gleichen oder variierenden, insbesondere zunehmenden, Amplituden, insbesondere, um so in einer Ausführung den Sicherheitsgurt sukzessive zu straffen.
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Nach einem Aspekt erfolgt die Straffung des abgelegten, wenigstens im Wesentlichen vollständig aufgerollten Sicherheitsgurtes, um den Passagier nicht zu belasten und die Lose des aufgerollten Gurtes bereits vor Benutzung zu reduzieren. Insbesondere hierzu wird der aufgerollte Zustand des Sicherheitsgurtes erfasst. Unter einem aufgerollten Zustand des Sicherheitsgurtes wird vorliegend in einer Ausführung insbesondere ein, wenigstens im Wesentlichen, vollständig aufgerollter bzw. aufgewickelter Zustand des Sicherheitsgurtes verstanden, in dem dieser vorzugsweise, wenigstens im Wesentlichen, vollständig – insbesondere bis auf einen, insbesondere gespannten, Abschnitt zwischen Gurtaufroller und einem Umlenkpunkt – in den Gurtaufroller eingezogen sein kann.
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Entsprechend kann in einer Ausführung ein aufgerollter Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des aufgerollten Gurtes auf dem Gurtaufroller durch den Antrieb beaufschlagt werden, wenn erfasst worden ist, dass der Sicherheitsgurt, wenigstens im Wesentlichen, vollständig aufgerollt worden ist, insbesondere durch einen Sensor zum Erfassen einer Winkellage und/oder Drehzahl des Gurtaufrollers, einen Sensor zum Erfassen einer Auszuglänge des Sicherheitsgurtes oder dergleichen.
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Nach betriebsinterner Praxis ist es bereits bekannt, insbesondere durch ein Erfassungsmittel, vorzugsweise einen Sensor an einem Gurtschloss, zu erfassen, ob der Sicherheitsgurt geöffnet ist oder nicht. Unter einem geöffneten Sicherheitsgurt wird vorliegend insbesondere ein Gurt verstanden, dessen Gurtschloss nicht geschlossen ist bzw. der nicht an dem Gurtschloss fixiert ist. In einer Ausführung wird dies genutzt, um den aufgerollten Zustand des Sicherheitsgurtes indirekt zu erfassen. Hierzu wird geprüft, ob der Gurt, insbesondere wenigstens eine fest oder variabel vorgegebene Zeitdauer, geöffnet ist.
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Wenn der Sicherheitsgurt geöffnet ist, ist die Gefahr einer Beeinträchtigung des Passagiers durch den straffenden Antrieb bereits gering. Wird in einer Weiterbildung noch eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Öffnen abgewartet bzw. ein Straffen erst durchgeführt, wenn der Gurt bereits eine vorgegebene Zeitdauer geöffnet ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Passagier den Gurt abgelegt hat und dieser bereits, wenigstens im Wesentlichen, aufgerollt ist. Entsprechend ist in einer Ausführung die vorgegebene Zeitdauer größer als die Zeit, in der ein maximal ausgezogener Gurt durch ein Rückholfedermittel wenigstens im Wesentlichen vollständig aufgerollt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann direkt oder indirekt geprüft werden, ob ein Sitz, an dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, leer ist. Ein leerer Zustand eines Sitzes, an dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, kann insbesondere direkt durch einen Sensor zum Erfassen einer Sitzbelegung, erfasst werden, insbesondere einen optischen Sensor zum Erfassen eines Passagiers auf dem Sitz und/oder einen Gewichts- bzw. Kraftsensor zum Erfassen eines den Sitz belastenden Gewichts. Gleichermaßen kann indirekt ein leerer Zustand eines Sitzes und damit – wiederum indirekt – ein aufgerollter Gurt erfasst werden, wenn ein Kraftfahrzeug, in dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, insbesondere bei geschlossener Tür bzw. geschlossenen Türen, von außen ver- oder entriegelt wird oder verriegelt ist, da dann davon auszugehen ist, dass sich keine angeschnallten Passagiere mehr im Fahrzeuginneren befinden und die Sicherheitsgurte aufgerollt sind. In einer Weiterbildung wird wiederum eine vorgegebene Zeitdauer abgewartet bzw. ein aufgerollter Zustand erfasst, wenn bei geöffnetem Sicherheitsgurt ein leerer Zustand des Sitzes für eine fest oder variabel vorgegebene Zeitdauer erfasst wird, insbesondere eine fest oder variabel vorgegebene Zeitdauer seit dem Erfassen einer Ent- oder Verriegelung des Kraftfahrzeugs von außen oder bei von außen verriegeltem Kraftfahrzeug verstrichen ist.
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In einer Weiterbildung kann hierzu eine Türöffnungszustandsinformation verwendet werden, die angibt, ob bzw. dass eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte, oder mehrere, insbesondere alle Türen des Kraftfahrzeugs ent- oder verriegelt werden oder sind und/oder geöffnet oder geschlossen werden oder sind. Insbesondere kann der aufgerollte Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des Gurtes beaufschlagt werden, wenn eine Türöffnungszustandsinformation erhalten wird, die angibt, dass gerade eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte und/oder (noch) geschlossene, oder mehrere, insbesondere alle, vorzugsweise (noch) geschlossenen, Türen des Kraftfahrzeugs von außen entriegelt werden oder innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer entriegelt worden sind. Es kann also beispielsweise eine Gurtstraffung innerhalb der ersten Sekunde seit dem Entriegeln der Tür und/oder (nur) bei noch geschlossener Tür durchgeführt werden, da davon auszugehen ist, dass dann der Gurt noch nicht angelegt wurde. Zusätzlich oder alternativ kann der aufgerollte Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des Gurtes beaufschlagt werden, wenn eine Türöffnungszustandsinformation erhalten wird, die angibt, dass eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte und/oder (schon) geschlossene, oder mehrere, insbesondere alle, vorzugsweise (schon) geschlossenen, Türen des Kraftfahrzeugs gerade von außen verriegelt werden oder innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer verriegelt worden sind. Es kann also beispielsweise eine Gurtstraffung nach einer Sekunde seit dem Verriegeln der Tür von außen und/oder (nur) bei schon geschlossener Tür durchgeführt werden, da davon auszugehen ist, dass dann der Gurt nicht angelegt ist. Zusätzlich oder alternativ kann der aufgerollte Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des Gurtes beaufschlagt werden, wenn eine Türöffnungszustandsinformation erhalten wird, die angibt, dass eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte und/oder geschlossene, oder mehrere, insbesondere alle, vorzugsweise geschlossenen, Türen des Kraftfahrzeugs für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer von außen verriegelt sind. Es kann also beispielsweise eine Gurtstraffung durchgeführt werden, wenn die Tür für wenigstens eine Sekunde von außen verriegelt ist, da davon auszugehen ist, dass dann der Gurt nicht angelegt ist.
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Somit kann in einer Ausführung der aufgerollte Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des Gurtes beaufschlagt werden, wenn eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte, oder mehrere, insbesondere alle Türen eines Kraftfahrzeug, in dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, von außen verriegelt werden oder sind und/oder, insbesondere dabei, (schon) geschlossen sind. Gleichermaßen kann in einer Ausführung der aufgerollte Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des Gurtes beaufschlagt werden, wenn eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte, oder mehrere, insbesondere alle Türen eines Kraftfahrzeug, in dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, von außen entriegelt werden oder sind und/oder, insbesondere dabei, (noch) geschlossen sind. Anstelle einer (noch bzw. schon) geschlossenen Tür kann in einer Abwandlung auch umgekehrt eine (noch nicht bzw. nicht mehr) geöffnete Tür zugrunde gelegt werden, also insbesondere der aufgerollte Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des Gurtes beaufschlagt werden, wenn eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte, oder mehrere, insbesondere alle Türen eines Kraftfahrzeug, in dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, von außen verriegelt werden oder sind und/oder, insbesondere dabei, (nicht mehr) geöffnet sind. Gleichermaßen kann in einer Ausführung der aufgerollte Zustand erfasst und der Gurtaufroller zum Straffen des Gurtes beaufschlagt werden, wenn eine, insbesondere dem Gurt zugeordnete bzw. benachbarte, oder mehrere, insbesondere alle Türen eines Kraftfahrzeug, in dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, von außen entriegelt werden oder sind und/oder, insbesondere dabei, (nicht mehr) geöffnet sind. Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Sicherheitsgurtanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, einen Gurtaufroller mit einem Sicherheitsgurt, einen mit dem Gurtaufroller gekoppelten Antrieb und ein Steuermittel zum Steuern des Antriebs auf, das hard- und/oder softwaretechnisch zur Durchführung eines hier erläuterten Verfahrens eingerichtet ist.
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Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Antrieb steuern kann.
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In einer Ausführung weist die Sicherheitsgurtanordnung ein Erfassungsmittel zum Erfassen des aufgerollten Zustands auf, insbesondere einen Sensor zum Erfassen einer Winkellage oder Drehzahl des Gurtaufrollers, zum Erfassen des geöffneten Gurtes, und/oder zum Erfassen eines leeren Zustandes eines Sitzes, an dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, insbesondere einer Ver- oder Entriegelung eines Kraftfahrzeugs, in dem der Sicherheitsgurt angeordnet ist, von außen. Das Erfassungsmittel kommuniziert, insbesondere leitungsgebunden oder drahtlos, mit dem Steuermittel.
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In einer Ausführung weist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, eine oder mehrere Sicherheitsgurtanordnungen auf, insbesondere fahrer- und/oder beifahrerseitige Vorder- und/oder Fond-Sicherheitsgurtanordnungen, wobei zum Steuern des Antriebs von mehreren Sicherheitsgurtanordnungen unabhängige Steuermittel vorgesehen sein können oder dasselbe Steuermittel zum Steuern des Antriebs von mehreren Sicherheitsgurtanordnungen eingerichtet sein kann.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1 eine Sicherheitsgurtanordnung eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Verfahren zum Steuern eines Antriebs der Sicherheitsgurtanordnung der 1 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
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3 ein Verfahren zum Steuern eines Antriebs der Sicherheitsgurtanordnung der 1 nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Sicherheitsgurtanordnung eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Die Sicherheitsgurtanordnung weist einen Gurtaufroller mit einer Spule 1 auf, an der ein nur teilweise dargestellter Sicherheitsgurt 2 befestigt und in 1 vollständig aufgerollt ist. Die Spule 1 ist mittels eines schematisiert angedeuteten Rückholfedermittels 3 gefesselt, das bei einem Ausziehen des Sicherheitsgurtes 2 (nach oben in 1) gespannt wird und die Spule 1 in den in 1 dargestellten Zustand mit aufgerolltem Sicherheitsgurt 2 zurückzustellen sucht.
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Ein Antrieb in Form eines Elektromotors 4 ist über einen Freilauf mit der Spule 1 des Gurtaufrollers derart gekoppelt, dass diese zum Ausziehen des Sicherheitsgurtes frei gedreht werden kann, während eine Drehung des Elektromotors 4 in Aufrollrichtung (mathematisch positiv bzw. im Gegenuhrzeigersinn in 1) die Spule 1 mit einem Drehmoment beaufschlagt.
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Löst der Passagier ein Gurtschloss und gibt den ausgezogenen Sicherheitsgurt 2 frei, rollt das Rückholfedermittel 3 ihn durch Drehen der Spule 1 auf diese auf. Dabei kann, ähnlich wie bei einer Filmspule, Lose 5 im aufgerollten Sicherheitsgurt 2 auftreten, die reibungsbedingt auch durch eine Rest-Vorspannung des Rückholfedermittels 3 nicht aufgebraucht wird. Diese kann auch im teilweise ausgezogenen Zustand des anschließend angelegten Sicherheitsgurtes 2 bestehen und so eine Anbindung des Passagiers beeinträchtigen, insbesondere verzögern.
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Der Elektromotor 4 ist signaltechnisch mit einem Steuermittel in Form einer ECU 6 verbunden, die den Elektromotor 4 gemäß einem nachfolgend anhand der 2, 3 erläuterten Verfahren steuert bzw. hierzu eingerichtet ist. Elektromotor 4 und ECU 6 sind zudem dazu eingerichtet, den ausgezogenen, angelegten Sicherheitsgurt 2 in einer Gefahrensituation, beispielsweise bei Unterschreiten eines Mindestabstandes, Überschreiten eines Querbeschleunigungsgrenzwertes oder dergleichen, vorzuspannen, worauf hier nicht näher einzugehen ist.
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Die ECU 6 kommuniziert mit einem Erfassungsmittel, welches einen Sensor 7, der erfasst, ob ein Gurtschloss (nicht dargestellt) geschlossen oder geöffnet ist und bei geöffnetem Gurtschloss eine Information „OPEN” an die ECU 6 übermittelt, und einen Sensor 8 aufweist, der erfasst, ob das Kraftfahrzeug von außen ver- oder entriegelt wird und in diesem Fall eine Information „OUT” an die ECU 6 übermittelt.
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Nachfolgend wird anhand der 2 ein Verfahren zum Steuern des Elektromotors 4 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung erläutert, wie es durch die ECU 6 ausgeführt wird.
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In einem Schritt S10 wird ein Zeit-Kennwert T mit Null initialisiert. Dieser wird in einem Schritt S20 periodisch um ΔT inkrementiert. In einem Schritt S30 prüft die ECU 6, ob der Sensor 7 das Signal „OPEN” übermittelt bzw. erfasst, dass der Sicherheitsgurt 2 geöffnet ist. Ist dies nicht der Fall (S30: „N”), kehrt das Verfahren zu Schritt S10 zurück.
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Falls die ECU 6 in Schritt S30 erfasst, dass der Sicherheitsgurt 2 bzw. sein Gurtschloss geöffnet ist (S30: „Y”), prüft sie in einem Schritt S40, ob der inkrementierte Zeit-Kennwert T eine vorgegebene Zeitdauer T0 übersteigt, die der ungebremste, vollständig ausgezogene Sicherheitsgurt 2 benötigt, um durch das Rückholfedermittel 3 vollständig aufgerollt zu werden wie in 1 dargestellt. Solange dies nicht der Fall ist (S40: „N”), kehrt das Verfahren zu Schritt S20 zurück, andernfalls (S40: „Y”) fährt es mit Schritt S60 fort.
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In Schritt S60 erfasst die ECU einen vollständig aufgerollten Zustand des Sicherheitsgurtes 2, da dieser wenigstens die vorgegebene Zeitdauer T0 geöffnet ist.
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Dann steuert die ECU 6 den Elektromotor 4 derart, dass dieser den Gurtaufroller, insbesondere dessen Spule 1, zum Straffen des Sicherheitsgurtes 2 auf dem Gurtaufroller mit einem vorgegebenen trapezförmigen Kraftverlauf beaufschlagt, dessen Maximalwert wenigstens dem 1,5fachen einer maximalen Kraft des Rückholfedermittels 3 des Gurtaufrollers, wenigstens dem 0,3fachen und höchstens dem 1,5fachen einer maximalen Gurtstrafferkraft des Gurtaufrollers entspricht, wie sie durch den Elektromotor 4 in einer Gefahrensituation zum Vorspannen des Sicherheitsgurtes 2 vorgesehen ist bzw. aufgeprägt wird. Hierdurch wird die Lose 5 des aufgerollten Sicherheitsgurtes 2 wenigstens teilweise aufgebraucht bzw. reduziert.
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3 veranschaulicht ein Verfahren zum Steuern des Elektromotors 4 nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie es alternativ durch die ECU 6 ausgeführt wird. Einander entsprechende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf die übrige Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird.
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In der Ausführung der 3 erfasst die ECU 6 zunächst über den Sensor 7, ob der Sicherheitsgurt 2 geöffnet ist (S30: „Y”) oder nicht (S30: „N”).
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Wenn die ECU 6 erfasst, dass der Sicherheitsgurt 2 geöffnet ist, erfasst sie über den Sensor 8, ob das Kraftfahrzeug von außen ver- oder entriegelt wird (S50: „Y”) oder nicht (S50: „N”). Falls beide Schritte S30, S50 bejaht werden, d. h., wenn die ECU 6 erfasst, dass der Sicherheitsgurt 2 geöffnet ist und das Kraftfahrzeug von außen ver- oder entriegelt wird, erfasst die ECU 6 in Schritt S60 einen vollständig aufgerollten Zustand des Sicherheitsgurtes 2 und steuert den Elektromotor 4 in der vorstehend mit Bezug auf 2 erläuterten Weise zum Straffen des aufgerollten Sicherheitsgurtes 2 auf dem Gurtaufroller an. Die beiden Verfahren der 2, 3 können miteinander kombiniert sein, insbesondere, indem der Schritt S50 der Ausführung der 3 zwischen den Schritten S40 und S60 der Ausführung der 2 angeordnet ist.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste
| 1 | Spule (Gurtaufroller) |
| 2 | Sicherheitsgurt |
| 3 | Rückholfedermittel |
| 4 | Elektromotor (Antrieb) |
| 5 | Lose |
| 6 | ECU (Steuermittel) |
| 7 | Gurtschloss-Sensor (Erfassungsmittel) |
| 8 | Außenver-/entriegelungs-Sensor (Erfassungsmittel) |
