DE102015007555A1 - Device for determining the absolute angle of rotation of a belt reel - Google Patents

Device for determining the absolute angle of rotation of a belt reel Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Bestimmung des absoluten Drehwinkels einer Gurtspule umfasst eine Gurtspule (10), ein Getriebe und ein mittels des Getriebes an die Gurtspule (10) gekoppeltes Drehelement (12). Das Getriebe hat ein Über- bzw. Untersetzungsverhältnis zwischen der Gurtspule (10) und dem Drehelement (12), das ungleich 1 ist. Die Vorrichtung umfasst außerdem wenigstens eine dem Drehelement (12) zugeordnete erste Messeinrichtung (14) zur Erfassung des Drehwinkels des Drehelements (12).A device for determining the absolute angle of rotation of a belt reel comprises a belt reel (10), a gear and a rotary element (12) coupled to the belt reel (10) by means of the gearbox. The transmission has a reduction ratio between the belt reel (10) and the rotary member (12), which is not equal to 1. The device also comprises at least one first measuring device (14) associated with the rotary element (12) for detecting the angle of rotation of the rotary element (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des absoluten Drehwinkels einer Gurtspule.The invention relates to a device for determining the absolute angle of rotation of a belt reel.

Es sind verschiedene Methoden zur Bestimmung der Auszugslänge eines auf einer drehbaren Gurtspule eines Gurtaufrollers aufgewickelten Gurtbands eines Sicherheitsgurts in einem Kraftfahrzeug bekannt. Die Bestimmung der Gurtbandauszugslänge basiert in der Regel auf der Erfassung der Drehstellung der Gurtspule, auf die das Gurtband aufgewickelt ist. Um den absoluten Drehwinkel der Gurtspule bestimmen zu können, der – ausgehend von einer Anfangsstellung – größer als 360° sein kann, wenn die Gurtspule mehr als eine Umdrehung ausgeführt hat, ist es erforderlich, dass neben der Winkelstellung der Gurtspule auch die Anzahl der Umdrehungen der Gurtspule in beide Drehrichtungen erfasst werden kann.There are various methods for determining the extension length of a wound on a rotatable belt reel belt retractor belts of a seat belt in a motor vehicle. The determination of the Gurtbandauszugslänge is usually based on the detection of the rotational position of the belt reel on which the webbing is wound. In order to determine the absolute angle of rotation of the belt reel, which - can be greater than 360 ° - starting from an initial position - when the belt reel has performed more than one revolution, it is necessary that in addition to the angular position of the belt reel and the number of revolutions of the Belt reel can be detected in both directions.

Aus der DE 298 20 086 U1 ist in einem anderen Zusammenhang ein Gurtaufroller mit einer Schaltscheibe offenbart, die durch eine Untersetzung derart mit der Gurtspule gekoppelt ist, dass sie etwa eine Umdrehung ausführt, wenn die Gurtspule so viele Umdrehungen ausführt, wie zum vollständigen Auszug des auf der Gurtspule aufgewickelten Gurtbandes erforderlich sind. Es werden also sämtliche Umdrehungen der Gurtspule auf eine einzige Umdrehung der Schaltscheibe abgebildet. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass bestimmte Schaltfunktionen, wie etwa eine Kindersicherungsfunktion des Gurtaufrollers, bei der nach vollständigem Auszug des Gurtbandes dieses zwar wieder auf die Gurtspule aufgewickelt, jedoch nicht mehr abgezogen werden kann, um einen Kindersitz zuverlässig an einem Fahrzeugsitz befestigen zu können, oder eine Blockierfunktion für den Sperrmechanismus des Gurtaufrollers, ohne aufwendiges Planetenradgetriebe realisiert werden können. Die mit Vorsprüngen und Vertiefungen versehene Schaltscheibe dient ausschließlich dazu, bestimmte Schaltfunktionen bei genau festgelegten Gurtbandauszugslängen auszuführen. Weitere Aufgaben erfüllt die Schaltscheibe nicht.From the DE 298 20 086 U1 is disclosed in another context, a belt retractor with a switching disc, which is coupled by a reduction with the belt reel, that it performs approximately one revolution when the belt reel performs as many turns as are required for complete extraction of the wound on the belt reel webbing , Thus, all revolutions of the belt reel are mapped to a single revolution of the indexing disk. This construction has the advantage that certain switching functions, such as a child safety function of the belt retractor, in which, after complete removal of the webbing while this wound back on the belt reel, but can not be removed to reliably attach a child seat to a vehicle seat can, or a blocking function for the locking mechanism of the belt retractor, can be realized without complex planetary gear. The provided with protrusions and depressions switching disk is used exclusively to perform certain switching functions at exactly specified Gurtbandauszugslängen. Other tasks does not meet the switching disc.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gurtaufroller den absoluten Drehwinkel der Gurtspule und damit die zugehörige Gurtbandauszugslänge mit einfachen Mitteln, d. h. mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand hinreichend genau zu bestimmen.The object of the invention is, in a belt retractor, the absolute angle of rotation of the belt reel and thus the associated Gurtbandauszugslänge with simple means, d. H. To determine sufficiently accurately with low device complexity.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous and expedient embodiments of the device according to the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des absoluten Drehwinkels einer Gurtspule umfasst eine Gurtspule, ein Getriebe und ein mittels des Getriebes an die Gurtspule gekoppeltes Drehelement. Das Getriebe hat ein Über- bzw. Untersetzungsverhältnis zwischen der Gurtspule und dem Drehelement, das ungleich 1 ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst außerdem wenigstens eine dem Drehelement zugeordnete erste Messeinrichtung zur Erfassung des Drehwinkels des Drehelements.The device according to the invention for determining the absolute angle of rotation of a belt reel comprises a belt reel, a gear and a rotary element coupled to the belt reel by means of the gearbox. The transmission has a gear ratio between the belt spool and the rotary member, which is not equal to 1. The device according to the invention also comprises at least one first measuring device associated with the rotary element for detecting the angle of rotation of the rotary element.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Ankopplung eines Drehelements an die Gurtspule, das ein von der Gurtspule abhängiges, aber von dieser abweichendes Drehverhalten aufweist, verschiedene Möglichkeiten eröffnet, den absoluten Drehwinkel der Gurtspule zu bestimmen. Das Über- bzw. Untersetzungsverhältnis zwischen der Gurtspule und dem Drehelement kann so gewählt werden, dass die Erfassung des Drehwinkels des Drehelement alleine oder in Kombination mit der Erfassung des Drehwinkels eines weiteren angekoppelten Drehelements oder der Gurtspule selbst in einem Messbereich von 0° bis 360° genügend Informationen liefert, um daraus den absoluten Drehwinkel der Gurtspule eindeutig zu bestimmen, insbesondere wenn dieser größer als 360° ist.The invention is based on the finding that the coupling of a rotary element to the belt reel, which has a dependent of the belt reel, but deviating from this rotational behavior, opens up various possibilities to determine the absolute angle of rotation of the belt reel. The gear ratio between the belt spool and the rotary member may be selected such that the detection of the rotational angle of the rotary member alone or in combination with the detection of the rotational angle of another coupled rotary member or the belt spool itself in a measuring range of 0 ° to 360 ° provides enough information to unambiguously determine the absolute angle of rotation of the belt reel, especially if it is greater than 360 °.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist das Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des ersten Getriebes so gewählt, dass der vollständige Drehbereich der Gurtspule auf nicht mehr als eine Umdrehung des ersten Drehelements abgebildet wird. Somit ist es ausreichend, eine Messeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen Messbereich von 0° bis <= 360° abdeckt. Jeder Drehwinkel des ersten Drehelements in diesem Bereich entspricht eindeutig einem absoluten Drehwinkel der Gurtspule, der entsprechend dem Untersetzungsverhältnis deutlich größer als 360° sein kann.According to a first aspect of the invention, the gear ratio of the first gear is selected such that the complete rotational range of the belt reel is mapped to not more than one revolution of the first rotary element. Thus, it is sufficient to provide a measuring device that covers a measuring range from 0 ° to <= 360 °. Each angle of rotation of the first rotary element in this area clearly corresponds to an absolute angle of rotation of the belt reel, which can be significantly greater than 360 ° according to the reduction ratio.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung sieht eine der Gurtspule zugeordnete zweite Messeinrichtung zur Erfassung des Drehwinkels der Gurtspule vor. Aufgrund des Über- bzw. Untersetzungsverhältnisses des Getriebes, das ungleich 1 ist, bedingt eine Drehung der Gurtspule eine Drehwinkeländerung beim Drehelement, die zwangsweise von der entsprechenden Drehwinkeländerung der Gurtspule verschieden ist. Jede absolute Drehwinkelposition der Gurtspule ist also durch eine Kombination eines erfassten Drehwinkels der Gurtspule und eines erfassten Drehwinkels des Drehelements gekennzeichnet. Aus diesen Drehwinkelkombinationen kann auf den absoluten Drehwinkel der Gurtspule geschlossen werden, wobei es ausreichend ist, dass die beiden Messeinrichtungen nur einen Messbereich von 0° bis 360° oder weniger abdecken.A second aspect of the invention provides a second measuring device associated with the belt reel for detecting the angle of rotation of the belt reel. Due to the gear ratio of the transmission which is not equal to 1, rotation of the belt reel causes a rotational angle change in the rotary element which is forcibly different from the corresponding rotational angle change of the belt reel. Each absolute rotational angular position of the belt reel is thus characterized by a combination of a detected rotational angle of the belt reel and a detected rotational angle of the rotary element. From these rotational angle combinations can be concluded that the absolute rotation angle of the belt reel, it being sufficient that the two measuring devices cover only a measuring range of 0 ° to 360 ° or less.

Vorzugsweise ist dabei das Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des ersten Getriebes so gewählt, dass über den gesamten Drehbereich der Gurtspule jede Kombination von Drehwinkeln der Gurtspule und des ersten Drehelements nur einmal auftritt. Das bedeutet, dass innerhalb der (eingeschränkten) Messbereiche der Messeinrichtungen jede Kombination von erfassten Drehwinkeln nicht mehrfach, sondern nur genau einmal vorkommt. Dieser Umstand macht die Bestimmung des absoluten Drehwinkels der Gurtspule eindeutig, sodass keine weiteren Unterscheidungs- oder Ausschlusskriterien notwendig sind. Preferably, the over- or reduction ratio of the first transmission is selected so that over the entire range of rotation of the belt reel each combination of angles of rotation of the belt reel and the first rotary element occurs only once. This means that within the (limited) measuring ranges of the measuring devices, each combination of recorded angles of rotation does not occur multiple times, but only once. This fact makes the determination of the absolute rotation angle of the belt reel unambiguous, so that no further distinction or exclusion criteria are necessary.

Gemäß einer alternativen Ausprägung des zweiten Aspekts der Erfindung ist vorgesehen, dass die dem ersten Drehelement zugeordnete erste Messeinrichtung einen Drehwinkelbereich, der kleiner als der maximale Drehwinkelbereich der Gurtspule ist, insbesondere 0° bis 360°, fein auflösen kann, und die der Gurtspule zugeordnete zweite Messeinrichtung wenigstens die Anzahl der vollführten Drehungen der Gurtspule ausgehend von einer Anfangsstellung erfassen kann. Dieses Mindestkriterium für die zweite Messeinrichtung besagt, dass diese zumindest zwischen definierten absoluten Drehwinkelintervallen unterscheiden kann, z. B. ob die Gurtspule insgesamt eine, zwei, drei, ... Umdrehungen vollführt hat. Eine genauere Auflösung innerhalb dieser Intervalle ist nicht erforderlich, da dafür die zweite Messeinrichtung vorgesehen ist.According to an alternative embodiment of the second aspect of the invention, it is provided that the first measuring device associated with the first rotary element can finely resolve a rotational angle range which is smaller than the maximum rotational angle range of the belt reel, in particular 0 ° to 360 °, and the second associated with the belt reel Measuring device can detect at least the number of completed rotations of the belt reel, starting from an initial position. This minimum criterion for the second measuring device means that it can distinguish at least between defined absolute rotational angle intervals, for. B. whether the belt reel has a total of one, two, three, ... turns performed. A more accurate resolution within these intervals is not required because the second measuring device is provided for this purpose.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei der Vorrichtung zur Bestimmung des absoluten Drehwinkels der Gurtspule neben dem über ein erstes Getriebe an die Gurtspule angekoppelten ersten Drehelement zusätzlich ein durch ein zweites Getriebe an die Gurtspule gekoppeltes zweites Drehelement vorgesehen. Das zweite Getriebe hat ein Über- bzw. Untersetzungsverhältnis, das ungleich dem Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des ersten Getriebes ist. Außerdem ist eine dem zweiten Drehelement zugeordnete zweite Messeinrichtung zur Erfassung des Drehwinkels des zweiten Drehelements vorgesehen. Aufgrund der unterschiedlichen Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse ergibt sich für jeden absoluten Drehwinkel der Gurtspule eine bestimmte Kombination von Drehwinkeln der beiden Drehelemente, die mittels der zugeordneten Messeinrichtungen erfasst werden.According to a further aspect of the invention, in the apparatus for determining the absolute angle of rotation of the belt reel, in addition to the first rotary element coupled to the belt reel via a first gear, a second rotary element coupled to the belt reel by a second gear is additionally provided. The second transmission has a gear ratio which is different from the gear ratio of the first gear. In addition, a second measuring device associated with the second rotary element is provided for detecting the angle of rotation of the second rotary element. Due to the different over- or reduction ratios results for each absolute rotation angle of the belt reel a certain combination of angles of rotation of the two rotary elements, which are detected by means of the associated measuring devices.

Auch hier sind vorzugsweise die Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse des ersten Getriebes und des zweiten Getriebes so gewählt, dass über den gesamten Drehbereich der Gurtspule jede Kombination von Drehwinkeln des ersten Drehelements und des zweiten Drehelements nur einmal auftritt. Wie weiter oben bereits ausgeführt ist dadurch sichergestellt, dass innerhalb der (eingeschränkten) Messbereiche der Messeinrichtungen jede Kombination von erfassten Drehwinkeln nicht mehrfach, sondern nur genau einmal vorkommt, sodass für eine eindeutige Bestimmung des absoluten Drehwinkels der Gurtspule keine weiteren Unterscheidungs- oder Ausschlusskriterien notwendig sind.Again, preferably the over- or reduction ratios of the first gear and the second gear are chosen so that occurs over the entire range of rotation of the belt reel each combination of angles of rotation of the first rotary member and the second rotary member only once. As already explained above, this ensures that within the (restricted) measuring ranges of the measuring devices, each combination of detected angles of rotation does not occur multiple times, but only once, so that no further distinguishing or excluding criteria are necessary for an unambiguous determination of the absolute angle of rotation of the belt spool ,

Unabhängig von den oben erläuterten Erfindungsaspekten kann für die Bestimmung des absoluten Drehwinkels der Gurtspule ein Referenzpunkt am Gurtband vorgesehen sein, der einen eindeutigen absoluten Drehwinkel der Gurtspule markiert und mittels einer geeigneten ortsfesten Einrichtung erfasst werden kann. Sobald bei einem Gurtbandauszug der Referenzpunkt detektiert wird, ist in diesem Moment der absolute Drehwinkel der Gurtspule bekannt. Die bis dahin und anschließend erfassten Drehwinkeländerungen können dann auf den Referenzpunkt bezogen werden, sodass der absolute Drehwinkel der Gurtspule eindeutig bestimmbar ist.Regardless of the above-described aspects of the invention, a reference point on the webbing can be provided for determining the absolute angle of rotation of the belt reel, which marks a unique absolute rotation angle of the belt reel and can be detected by means of a suitable stationary device. As soon as the reference point is detected in a belt extension, the absolute rotation angle of the belt reel is known at this moment. The rotational angle changes detected up to then and subsequently can then be related to the reference point, so that the absolute angle of rotation of the belt reel can be determined unambiguously.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen schematisch:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings, to which reference is made. In the drawings show schematically:

1 ein erstes Konzept zur Erfassung eines absoluten Drehwinkels einer Gurtspule; 1 a first concept for detecting an absolute angle of rotation of a belt reel;

2 ein zweites Konzept zur Erfassung eines absoluten Drehwinkels einer Gurtspule; 2 a second concept for detecting an absolute angle of rotation of a belt reel;

3 ein drittes Konzept zur Erfassung eines absoluten Drehwinkels einer Gurtspule; und 3 a third concept for detecting an absolute angle of rotation of a belt reel; and

4 ein viertes Konzept zur Erfassung eines absoluten Drehwinkels einer Gurtspule. 4 a fourth concept for detecting an absolute angle of rotation of a belt reel.

In den 1 bis 4 sind vier Konzepte gezeigt, mit denen der absolute Drehwinkel einer Gurtspule 10 eines Kraftfahrzeug-Gurtaufrollers bestimmt werden kann.In the 1 to 4 Four concepts are shown, with which the absolute rotation angle of a belt reel 10 a motor vehicle belt retractor can be determined.

Gemäß dem in 1 gezeigten Konzept wird der maximale Drehbereich der Gurtspule 10, der z. B. zwölf Umdrehungen umfassen kann, mittels eines Untersetzungsgetriebes auf einen Drehbereich eines Drehelements 12, z. B. einer Zahnradscheibe, übertragen, der nicht größer als 360° ist. Das Untersetzungsverhältnis i ist konstant, sodass jedem absoluten Drehwinkel der Gurtspule 10, der bei zwölf Umdrehungen im Bereich von 0° bis 4320° liegen kann, genau ein Drehwinkel des Drehelements 12 zwischen 0° und maximal 360° entspricht.According to the in 1 The concept shown here is the maximum turning range of the belt reel 10 , the z. B. may comprise twelve revolutions, by means of a reduction gear to a rotation range of a rotary member 12 , z. B. a gear wheel, transmitted, which is not greater than 360 °. The reduction ratio i is constant, so that every absolute rotation angle of the belt reel 10 which can be in the range of 0 ° to 4320 ° at twelve turns, exactly one angle of rotation of the rotary member 12 between 0 ° and a maximum of 360 °.

Die Drehung des Drehelements 12 kann mittels einer dem Drehelement 12 zugeordneten Messeinrichtung 14 erfasst werden, deren Messbereich lediglich den oben definierten maximalen Drehbereich des Drehelements 12 umfassen muss. Insbesondere muss die Messeinrichtung 14 keinen über 360° hinausgehenden Messbereich aufweisen. Die Messeinrichtung 14 kann entweder nur eine Drehwinkeländerung oder auch die Drehgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung erfassen.The rotation of the rotary element 12 can by means of a rotary element 12 assigned measuring device 14 be detected, the measuring range only the above defined maximum rotational range of the rotary member 12 must include. Especially must the measuring device 14 do not have a measuring range exceeding 360 °. The measuring device 14 can detect either only a rotation angle change or the rotational speed and / or acceleration.

Eine andere Möglichkeit, den absoluten Drehwinkel der Gurtspule 10 zu bestimmen, ist in 2 gezeigt. Die Gurtspule 10 ist wiederum über ein Getriebe an ein Drehelement 12 gekoppelt, wobei das Über- bzw. Untersetzungsverhältnis ungleich 1 ist (i ≠ 1). Sowohl dem Drehelement 12 als auch der Gurtspule 10 ist jeweils eine Messeinrichtung 14 bzw. 16 mit einem Messbereich zugeordnet, der kleiner oder gleich 360° ist.Another possibility, the absolute angle of rotation of the belt reel 10 to determine is in 2 shown. The belt reel 10 is in turn via a gear to a rotating element 12 coupled, wherein the transmission or reduction ratio is not equal to 1 (i ≠ 1). Both the rotary element 12 as well as the belt reel 10 is each a measuring device 14 respectively. 16 assigned with a measuring range that is less than or equal to 360 °.

Aus den beiden erfassten Drehwinkeln, die beide kleiner als 360° sind, kann auf den absoluten Drehwinkel der Gurtspule 10 geschlossen werden. Je nach Über- bzw. Untersetzungsverhältnis i ist es nicht auszuschließen, dass eine messtechnisch erfasste Kombination von Drehwinkeln oder Drehwinkeländerungen innerhalb des maximalen Drehbereichs der Gurtspule 10 mehrfach vorkommt. In solchen Fällen müssten dann weitere Kriterien zur absoluten Drehwinkelbestimmung hinzugezogen werden, um ein eindeutiges Ergebnis zu erhalten. Bei geeigneter Wahl des Über- bzw. Untersetzungsverhältnisses i können solche Fälle aber ganz ausgeschlossen werden, d. h. jeder absolute Drehwinkel der Gurtspule 10 wird eindeutig durch genau eine Kombination von Drehwinkeln des Drehelements 12 und der Gurtspule 10 repräsentiert.From the two recorded angles of rotation, which are both smaller than 360 °, can be based on the absolute angle of rotation of the belt reel 10 getting closed. Depending on the over or reduction ratio i, it can not be ruled out that a metrologically detected combination of angles of rotation or changes in rotational angle within the maximum range of rotation of the belt reel 10 occurs several times. In such cases, further criteria for absolute rotation angle determination would have to be consulted in order to obtain a clear result. With a suitable choice of the over or reduction ratio i, however, such cases can be completely ruled out, ie every absolute angle of rotation of the belt reel 10 becomes clear by exactly one combination of angles of rotation of the rotary member 12 and the belt reel 10 represents.

Eine weitere Alternative zur absoluten Drehwinkelbestimmung der Gurtspule 10 zeigt die 3. Die Gurtspule 10 ist über zwei unterschiedliche Getriebe an zwei verschiedene Drehelemente 12 bzw. 18 gekoppelt. Die jeweiligen Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse i1 und i2 sind nicht gleich (i1 ≠ i2). Beiden Drehelementen 12, 18 ist jeweils eine Messeinrichtung 14 bzw. 16 mit einem Messbereich kleiner gleich 360° zugeordnet.Another alternative to the absolute rotation angle determination of the belt reel 10 show the 3 , The belt reel 10 is via two different gears to two different rotary elements 12 respectively. 18 coupled. The respective over or under ratios i1 and i2 are not equal to (i1 ≠ i2). Both rotary elements 12 . 18 is each a measuring device 14 respectively. 16 associated with a measuring range less than or equal to 360 °.

Aus den erfassten Drehwinkeln des ersten Drehelements 12 und des zweiten Drehelements 18, die beide kleiner als 360° sind, kann auf den absoluten Drehwinkel der Gurtspule 10 geschlossen werden. Auch hier ist es nicht auszuschließen, dass eine Kombination von Drehwinkeln oder Drehwinkeländerungen der beiden Drehelemente 12, 18 innerhalb des maximalen Drehbereichs der Gurtspule 10 mehrfach vorkommt. Deshalb sind die Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse i1 und i2 so gewählt, dass jeder absolute Drehwinkel der Gurtspule 10 eindeutig durch genau eine Kombination von Drehwinkeln der beiden Drehelemente 12, 18 repräsentiert wird.From the detected angles of rotation of the first rotary element 12 and the second rotary element 18 , which are both smaller than 360 °, can on the absolute rotation angle of the belt reel 10 getting closed. Again, it is not excluded that a combination of angles of rotation or rotational angle changes of the two rotating elements 12 . 18 within the maximum range of rotation of the belt reel 10 occurs several times. Therefore, the over- or reduction ratios i1 and i2 are chosen so that each absolute rotation angle of the belt reel 10 clearly by exactly one combination of angles of rotation of the two rotary elements 12 . 18 is represented.

In 4 ist eine Kombination zweier Messeinrichtungen 14, 16 gezeigt, von denen die eine Messeinrichtung 14 einen Drehwinkelbereich fein auflösen kann, der kleiner als der maximal mögliche Drehwinkelbereich der Gurtspule 10 ist (z. B. 0° bis 360°), und die andere Messeinrichtung 16 die Anzahl der insgesamt möglichen Drehungen der Gurtspule 10 oder einen Endanschlag oder dergleichen erfassen kann, der den maximalen absoluten Drehwinkel der Gurtspule 10 bzw. den größtmöglichen Gurtbandauszug markiert.In 4 is a combination of two measuring devices 14 . 16 shown, one of which is a measuring device 14 can finely resolve a rotation angle range, which is smaller than the maximum possible rotation angle range of the belt reel 10 is (eg 0 ° to 360 °), and the other measuring device 16 the number of total possible rotations of the belt reel 10 or can detect an end stop or the like, which is the maximum absolute angle of rotation of the belt reel 10 or the maximum possible webbing extension marked.

Die feinauflösende Messeinrichtung 14 ist bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel einem Drehelement 12 zugeordnet, das über ein Untersetzungsgetriebe an die Gurtspule 10 gekoppelt ist (ähnlich wie in 1), während die andere Messeinrichtung 16 direkt der Gurtspule 10 zugeordnet ist. Das Untersetzungsverhältnis i ist so gewählt, dass mithilfe der zweiten Messeinrichtung 16 ein bestimmtes Intervall ermittelt werden kann, in dem sich der absolute Drehwinkel der Gurtspule 10 befindet (z. B. [0°; 360°], [360°; 720°]; [720°; 1080°] etc.). Die erste Messeinrichtung 14 liefert einen Drehwinkel innerhalb eines Bereichs, der nicht größer als die genannten einzelnen Intervallbereiche ist.The fine-resolution measuring device 14 is at the in 4 embodiment shown a rotary member 12 assigned, via a reduction gear to the belt reel 10 is coupled (similar to in 1 ), while the other measuring device 16 directly to the belt reel 10 assigned. The reduction ratio i is selected so that with the help of the second measuring device 16 a certain interval can be determined in which the absolute angle of rotation of the belt reel 10 is located (e.g., [0 °, 360 °], [360 °, 720 °], [720 °, 1080 °], etc.). The first measuring device 14 provides a rotation angle within a range that is not greater than said individual interval ranges.

Der absolute Drehwinkel der Gurtspule 10 ergibt sich dann aus der Addition des mithilfe der feinauflösenden Messeinrichtung 14 bestimmten Winkels zur Untergrenze des mithilfe der anderen Messeinrichtung 16 bestimmen Intervalls (z. B. 60° + 360° = 420°).The absolute angle of rotation of the belt reel 10 then results from the addition of the fine-resolution measuring device 14 certain angle to the lower limit of the other measuring device 16 determine intervals (eg 60 ° + 360 ° = 420 °).

Eine weiteres, nicht konkret in den Figuren gezeigtes Konzept sieht eine Kombination einer Messeinrichtung 16 zur Erfassung des Drehwinkels der Gurtspule 10 vor, die keinen festen Bezugspunkt zu einer Absolutposition (z. B. Null- oder Maximalstellung) aufweist, mit mindestens einem Referenzpunkt am Gurtband, der einen eindeutigen absoluten Drehwinkel der Gurtspule 10 markiert. Als Referenzpunkt eignet sich beispielsweise ein absoluter Drehwinkel der Gurtspule 10, der einer Gurtbandauszugslänge entspricht, die etwas größer als die minimale Gurtbandauszugslänge (bei nicht eingesteckter Steckzunge des Sicherheitsgurts) ist. Ein solcher Referenzpunkt wird beim typischen Gebrauch des Sicherheitsgurts anfangs erkannt, sobald der Sicherheitsgurt erstmals ausgezogen wird. Die bis dahin und anschließend erfassten Drehwinkeländerungen können dann auf den Referenzpunkt bezogen werden, sodass der absolute Drehwinkel der Gurtspule 10 eindeutig bestimmt werden kann. Für die Erfassung des Referenzpunkts ist eine geeignete, relativ zum Gurtbandauszug ortsfeste Einrichtung vorgesehen, die das Passieren des Referenzpunktes erkennt.Another concept not specifically shown in the figures is a combination of a measuring device 16 for detecting the angle of rotation of the belt reel 10 which does not have a fixed reference point to an absolute position (eg zero or maximum position), with at least one reference point on the belt, which has a definite absolute angle of rotation of the belt reel 10 marked. As an example, an absolute rotation angle of the belt reel is suitable as a reference point 10 , which corresponds to a Gurtbandauszugslänge which is slightly larger than the minimum Gurtbandauszugslänge (with not inserted tongue of the seat belt). Such a reference point is initially recognized during typical use of the seatbelt when the seatbelt is first pulled out. The rotational angle changes detected up to then and subsequently can then be related to the reference point, so that the absolute rotation angle of the belt reel 10 can be clearly determined. For the detection of the reference point, a suitable, relative to the belt webbing fixed device is provided which detects the passing of the reference point.

Selbstverständlich können bestimmte Aspekte der oben beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.Of course, certain aspects of the embodiments described above may be combined.

Für alle Ausführungsformen der Erfindung ist es unerheblich, welches konkrete Messprinzip zur Drehwinkelerfassung zur Anwendung kommt, d. h. welche Arten von Sensoren verwendet werden. Wenn mehrere Messeinrichtungen 14, 16 zum Einsatz kommen, können diese auf dem gleichen oder auf unterschiedlichen Messprinzipien basieren. Die Signale bzw. Messdaten der Messeinrichtungen 14, 16 werden einer Steuereinheit zugeführt, in der der absolute Drehwinkel der Gurtspule 10 bzw. die Drehwinkeländerung und ggf. die Drehgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung bestimmt wird bzw. werden. Aus dem Drehwinkel bzw. der Drehwinkeländerung kann mithilfe weiterer bekannter Parameter, wie etwa dem Gurtspulendurchmesser, die Gurtbandauszugslänge berechnet werden. Ebenso können ggf. aus der Drehgeschwindigkeit und der Drehbeschleunigung die Geschwindigkeit des Gurtbandauszugs bzw. die Beschleunigung des Gurtbandauszugs berechnet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt also neben der Bestimmung der Gurtbandauszugslänge auch die qualitative und quantitative Erfassung einer Gurtbewegung. For all embodiments of the invention, it does not matter which specific measuring principle is used for the rotation angle detection, ie which types of sensors are used. If several measuring devices 14 . 16 can be based on the same or different measuring principles. The signals or measurement data of the measuring devices 14 . 16 are fed to a control unit in which the absolute rotation angle of the belt reel 10 or the rotation angle change and possibly the rotational speed and / or acceleration is or will be determined. From the angle of rotation or the rotation angle change can be calculated using other known parameters, such as the Gurtspulendurchmesser, the Gurtbandauszugslänge. Likewise, if necessary, the speed of the webbing extension or the acceleration of the webbing extension can be calculated from the rotational speed and the rotational acceleration. The device according to the invention thus allows not only the determination of Gurtbandauszugslänge and the qualitative and quantitative detection of a belt movement.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Gurtspulebelt reel
1212
erstes Drehelementfirst rotary element
1414
erste Messeinrichtungfirst measuring device
1616
zweite Messeinrichtungsecond measuring device
1818
zweites Drehelementsecond rotary element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (8)

Vorrichtung zur Bestimmung des absoluten Drehwinkels einer Gurtspule, mit einer Gurtspule (10), einem ersten Getriebe, und einem mittels des ersten Getriebes an die Gurtspule (10) gekoppelten ersten Drehelement (12), wobei das erste Getriebe ein Über- bzw. Untersetzungsverhältnis zwischen der Gurtspule (10) und dem ersten Drehelement (12) hat, das ungleich 1 ist, und einer dem ersten Drehelement (12) zugeordneten ersten Messeinrichtung (14) zur Erfassung des Drehwinkels des ersten Drehelements (12).Device for determining the absolute angle of rotation of a belt reel, with a belt reel ( 10 ), a first gear, and one by means of the first gear to the belt reel ( 10 ) coupled first rotary element ( 12 ), wherein the first gear, a transmission or reduction ratio between the belt reel ( 10 ) and the first rotary element ( 12 ), which is not equal to 1, and one of the first rotary element ( 12 ) associated first measuring device ( 14 ) for detecting the angle of rotation of the first rotary element ( 12 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des ersten Getriebes so gewählt ist, dass der vollständige Drehbereich der Gurtspule (10) auf nicht mehr als eine Umdrehung des ersten Drehelements (12) abgebildet wird.Apparatus according to claim 1, characterized in that the over- or reduction ratio of the first transmission is selected so that the complete range of rotation of the belt reel ( 10 ) to not more than one revolution of the first rotary element ( 12 ) is displayed. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine der Gurtspule (10) zugeordnete zweite Messeinrichtung (16) zur Erfassung des Drehwinkels der Gurtspule (10).Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by one of the belt reel ( 10 ) associated second measuring device ( 16 ) for detecting the angle of rotation of the belt reel ( 10 ). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des ersten Getriebes so gewählt ist, dass über den gesamten Drehbereich der Gurtspule (10) jede Kombination von Drehwinkeln der Gurtspule (10) und des ersten Drehelements (12) nur einmal auftritt.Apparatus according to claim 3, characterized in that the over- or reduction ratio of the first transmission is selected so that over the entire range of rotation of the belt reel ( 10 ) each combination of angles of rotation of the belt reel ( 10 ) and the first rotary element ( 12 ) occurs only once. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messeinrichtung (14) einen Drehwinkelbereich, der kleiner als der maximale Drehwinkelbereich der Gurtspule (10) ist, insbesondere 0° bis 360°, fein auflösen kann, und die zweite Messeinrichtung (16) wenigstens die Anzahl der vollführten Drehungen der Gurtspule (10) ausgehend von einer Anfangsstellung erfassen kann.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the first measuring device ( 14 ) a rotation angle range which is smaller than the maximum rotation angle range of the belt reel ( 10 ), in particular 0 ° to 360 °, can dissolve fine, and the second measuring device ( 16 ) at least the number of completed rotations of the belt reel ( 10 ) can detect from an initial position. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zweites Getriebe und ein mittels des zweiten Getriebes an die Gurtspule (10) gekoppeltes zweites Drehelement (18), wobei das zweite Getriebe ein Über- bzw. Untersetzungsverhältnis zwischen der Gurtspule (10) und dem zweiten Drehelement (18) hat, das ungleich dem Über- bzw. Untersetzungsverhältnis des ersten Getriebes ist, und einer dem zweiten Drehelement (18) zugeordneten zweiten Messeinrichtung (16) zur Erfassung des Drehwinkels des zweiten Drehelements (18).Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by a second gear and by means of the second gear to the belt reel ( 10 ) coupled second rotary element ( 18 ), wherein the second transmission, a transmission or reduction ratio between the belt reel ( 10 ) and the second rotary element ( 18 ), which is unlike the transmission or reduction ratio of the first transmission, and a second rotary element ( 18 ) associated second measuring device ( 16 ) for detecting the angle of rotation of the second rotary element ( 18 ). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse des ersten Getriebes und des zweiten Getriebes so gewählt sind, dass über den gesamten Drehbereich der Gurtspule (10) jede Kombination von Drehwinkeln des ersten Drehelements (12) und des zweiten Drehelements (18) nur einmal auftritt.Apparatus according to claim 6, characterized in that the over- or reduction ratios of the first gear and the second gear are selected so that over the entire range of rotation of the belt reel ( 10 ) each combination of angles of rotation of the first rotary element ( 12 ) and the second rotary element ( 18 ) occurs only once. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Referenzpunkt am Gurtband, der einen eindeutigen absoluten Drehwinkel der Gurtspule (10) markiert und mittels einer geeigneten ortsfesten Einrichtung erfasst werden kann.Device according to one of the preceding claims, characterized by a reference point on the belt, which has a unique absolute angle of rotation of the belt reel ( 10 ) and detected by means of a suitable stationary device.
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