DE102015218249A1 - Belt lock sensor with measuring unit for belt holding force limiter - Google Patents

Belt lock sensor with measuring unit for belt holding force limiter Download PDF

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Abstract

Bereitgestellt wird ein Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge, umfassend zumindest eine Sensoreinheit (101), die dazu eingerichtet ist, einen Schließzustand des Gurtschlosses zu erfassen, wobei der Gurtschloss-Sensor (100) zusätzlich einen Kraftsensor (102) aufweist, der dazu eingerichtet ist, auf das Gurtschloss einwirkende Kräfte zu erfassen.Provided is a buckle sensor (100) for motor vehicles, comprising at least one sensor unit (101) which is adapted to detect a closed state of the buckle, wherein the buckle sensor (100) additionally comprises a force sensor (102), which is set to detect acting on the buckle forces.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtschloss-Sensor mit Messeinheit für Gurthaltekraftbegrenzer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a buckle sensor with measuring unit for Gurthaltekraftbegrenzer according to the preamble of patent claim 1.

Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl an Sicherheitssystemen zum Schutz des Fahrers und der Insassen auf. Eines dieser Sicherheitssysteme ist das Gurtsystem, das die Insassen eines Fahrzeugs z.B. bei einem Zusammenstoß vor Verletzungen schützen soll. Hierfür detektiert ein Sensorsystemverbund im Auto über Beschleunigungssensoren einen Zusammenstoß des Fahrzeugs. Der Gurtschloss-Sensor detektiert den angelegten Gurt der Insassen und ein oder mehrere Airbags lösen aus und das Gurtstraffersystem mit dem Gurthaltekraftbegrenzer greift gleichzeitig ein, um den Insassen an seiner Position zu halten. Die Kraft des Gurtstraffersystems führt bei starken einwirkenden Kräften zu Verletzung im Rippenbereich. Um Verletzungen zu minimieren bzw. die Krafteinwirkung auf Insassen zu verringern, wird herkömmlich ein Torsionsstab im Gurtaufroller bereitgestellt, der an der Gurtaufhängung zu große Rückhaltekräfte auf den Torso der Insassen verhindert. Der Torsionsstab verformt sich im Gurtaufroller, so dass das System das Gurtband auf einem vorgegebenen Kraftniveau freigibt. Alternativ kann das Gurtlockern auch über ein elektronisch ansprechbares System erfolgen, d.h. es ist kein Torsionsstab vorhanden, die Kraft wird durch elektrische Signale bestimmt. Modern motor vehicles have a variety of safety systems to protect the driver and passengers. One of these safety systems is the harness system which controls the occupants of a vehicle e.g. to protect against injury in a collision. For this purpose, detects a sensor system composite in the car via acceleration sensors a collision of the vehicle. The buckle sensor detects the applied belt of the occupants and one or more airbags deploy and the belt tensioner system with the belt hold force limiter simultaneously engages to hold the occupant in place. The force of the belt tensioner system leads to severe injury in the rib area. To minimize injuries or to reduce the force on occupants, a torsion bar is conventionally provided in the belt retractor, which prevents excessive suspension forces on the torso of the occupants on the belt suspension. The torsion bar deforms in the belt retractor so that the system releases the belt at a predetermined level of force. Alternatively, the belt loosening may also be via an electronically addressable system, i. there is no torsion bar, the force is determined by electrical signals.

Bei bekannten Systemen erfährt der Insasse bei einem Zusammenstoß oder Unfall immer dieselbe Kraft durch das Gurtstraffersystem mit dem Gurtkraftbegrenzer, unabhängig von der Art des Zusammenstoßes oder Unfalls und unabhängig z.B. vom Gewicht oder der Größe des Insassen. Dies führt häufig zu Rippenverletzungen oder -brüchen. In known systems, in a collision or accident, the occupant always experiences the same force through the pretensioner system with the belt force limiter, regardless of the nature of the collision or accident and independently e.g. the weight or height of the occupant. This often results in rib injuries or fractures.

Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, einen verbesserten Gurtschloss-Sensor für Fahrzeuge bereitzustellen, durch welche die oben beschriebene Problematik überwunden werden kann. Therefore, it is an object of this invention to provide an improved buckle sensor for vehicles which overcomes the problem described above.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Gurtschloss-Sensor für Kraftfahrzeuge, umfassend zumindest eine Sensoreinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Schließzustand des Gurtschlosses zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtschloss-Sensor zusätzlich einen Kraftsensor aufweist, der dazu eingerichtet ist, auf das Gurtschloss einwirkende Kräfte zu erfassen. According to the invention, a buckle sensor for motor vehicles is proposed, comprising at least one sensor unit which is set up to detect a closed state of the buckle, characterized in that the buckle sensor additionally comprises a force sensor which is adapted to forces acting on the buckle capture.

Durch die Anordnung des Kraftsensors direkt am bzw. im Gurtschloss ist eine direkte Kraftmessung ohne Verluste oder Messfehler aufgrund von Wegstrecken möglich. The arrangement of the force sensor directly on or in the buckle a direct force measurement without loss or measurement error due to distances is possible.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kraftsensor mit der Versorgungsspannung der Sensoreinheit verbunden ist. Furthermore, it is provided according to the invention that the force sensor is connected to the supply voltage of the sensor unit.

Dies hat den Vorteil, dass lediglich ein weiterer Draht vom Gurtschloss nach außen geführt werden muss, um Signale bzw. Messungen an eine Verarbeitungseinrichtung wie ein Steuergerät zu schicken, d.h. es entsteht ein Dreidrahtsystem anstelle eines Zweidrahtsystems. This has the advantage that only one more wire needs to be fed out from the buckle to send signals to a processing device such as a controller, i. The result is a three-wire system instead of a two-wire system.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Kraftsensor ein Dehnungsmessstreifen. Dehnungsmesstreifen können in kleinsten Räumen verbaut werden und sind sehr zuverlässig. In a further embodiment of the invention, the force sensor is a strain gauge. Strain gauge strips can be installed in the smallest rooms and are very reliable.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kraftsensor innerhalb des Gurtschlosses an einer Rastplatte oder auf einem Schloss-Bügel angeordnet ist. Furthermore, the invention provides that the force sensor is disposed within the buckle on a detent plate or on a lock bracket.

Somit kann der Sensor im Inneren eines herkömmlichen Gurtschlosses verbaut werden und es wird kein weiteres Trägerelement benötigt. Thus, the sensor can be installed inside a conventional buckle and it is no further support member needed.

In einer alternativen Ausführung ist der Kraftsensor auf einem das Gurtschloss umgebenden Gehäuse angeordnet. In an alternative embodiment, the force sensor is arranged on a housing surrounding the buckle.

Somit kann eine einfachere Montage des Kraftsensors erfolgen, ohne dass das Gurtschloss vollständig auseinander gebaut werden muss. Thus, a simpler installation of the force sensor can be done without the buckle must be completely disassembled.

In einer weiteren alternativen Ausführung ist der Kraftsensor an einer mit der Karosserie des Fahrzeugs verbundenen Aufhängung des Gurtschlosses angeordnet. In a further alternative embodiment, the force sensor is arranged on a suspension of the belt buckle connected to the body of the vehicle.

Somit muss kein weiterer Träger für den Sensor im Gurtschloss oder der Aufhängung verbaut werden und es können herkömmliche Gurtschlösser und Aufhängungen verwendet werden. Thus, no further support for the sensor in the buckle or the suspension must be installed and it can be used conventional buckles and suspensions.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Gurtschloss-System, das zumindest einen Gurtschloss-Sensor für Kraftfahrzeuge wie oben beschrieben und ein Steuergerät umfasst, das dazu eingerichtet ist, eine Gurtauslöseeinheit zu steuern, wobei der Kraftsensor an seinem Ausgang mit dem Steuergerät verbunden ist. According to the invention there is further provided a buckle system comprising at least one buckle sensor for motor vehicles as described above and a controller adapted to control a belt deployment unit, the force sensor being connected at its exit to the control unit.

Diese Verbindung ermöglicht es, entweder direkten Einfluss auf das Aktivieren der Gurtauslöseeinheit zu nehmen oder eine Auswertung bzw. Plausibilisierung innerhalb des Steuergeräts bezüglich der gemessenen Paramater vorzunehmen. This connection makes it possible either to have a direct influence on the activation of the belt release unit or an evaluation or Plausibility check within the control unit with respect to the measured parameters.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Steuergerät zusätzlich mit einem Sitzbelegungssensor verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Gurtauslösekraft der Gurtauslöseeinheit abhängig von den vom Sitzbelegungssensor gemessenen Werten zu steuern. Furthermore, the invention provides that the control unit is additionally connected to a seat occupancy sensor and is set up to control the belt release force of the belt deployment unit as a function of the values measured by the seat occupancy sensor.

Durch diese Anordnung kann das Gewicht des Insassen zur Bestimmung der Auslösekraft für die Gurtauslöseeinheit einbezogen werden. Das heißt, dass z.B. bei leichteren Personen eine geringere gemessene Kraft ausreicht, um die Gurtauslöseeinheit zu aktivieren. Eine individuell bestimmbare Gurtauslösekraft ist nur bei elektronisch ansprechbaren Systemen, also Systemen ohne Torsionsstab, möglich. By this arrangement, the weight of the occupant can be included for determining the release force for the Gurtauslöseeinheit. That is, e.g. for lighter persons, a lower measured force is sufficient to activate the belt release unit. An individually determinable belt release force is only possible with electronically addressable systems, ie systems without a torsion bar.

In einer weiteren Ausführung steuert das Steuergerät die Gurtauslöseeinheit abhängig von einem erkannten Seiten- oder Frontalzusammenstoß. In another embodiment, the controller controls the belt deployment unit depending on a detected side or frontal collision.

Dies hat den Vorteil, dass die gemessene Kraft im Falle eines Seitenaufpralls anders weiterverarbeitet werden kann als bei einem Frontalzusammenstoß, da hier die maximale Kraft zur Auslösung der Gurtauslöseeinheit niedriger ist. This has the advantage that the measured force can be further processed in the event of a side impact than in a frontal collision, since the maximum force for triggering the belt deployment unit is lower here.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, the inventive details shows, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine schematische Darstellung eines Gurtschloss-Sensors gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. 1 a schematic representation of a buckle sensor according to an embodiment of the present invention.

2 einen beispielhaften Aufbau eines Gurtschlosses. 2 an exemplary construction of a buckle.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the following description of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gurtschloss-Sensors 100 gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Ein herkömmlicher Gurtschloss-Sensor ist ein Zweidrahtsensor mit einer Sensoreinheit 101, die einen unterschiedlichen Strom abhängig von der gesteckten oder nicht gesteckten Anschnallgurtzunge abgibt. Der Sensor 100 ist nach außen hin mit einer Versorgungsspannung Vsupply sowie einem Steuergerät 200 verbunden. Das Steuergerät 200 steuert eine Gurtauslöseeinheit, die unter anderem einen Gurtstraffer und einen Gurthaltekraftbegrenzer umfasst, d.h. die Gurtauslöseeinheit wird mit einer vorgegebenen Auslösekraft belegt. Bei einer Auslösung des Gurtstraffers kann es aufgrund der festgelegten Auslösekraft zu Verletzungen der Insassen kommen. 1 shows a schematic representation of a buckle sensor 100 according to an embodiment of the present invention. A conventional buckle sensor is a two-wire sensor with a sensor unit 101 , which gives a different current depending on the inserted or not inserted seat belt tongue. The sensor 100 is outwardly with a supply voltage Vsupply and a control unit 200 connected. The control unit 200 controls a belt release unit, which includes, inter alia, a belt tensioner and a Gurthaltekraftbegrenzer, ie the belt release unit is occupied with a predetermined release force. Triggering the belt tensioner may result in injury to the occupants due to the specified deployment force.

Deshalb wird erfindungsgemäß der Gurtschloss-Sensor um einen Kraftsensor 102 erweitert. Die von dem Kraftsensor 102 auf das Gurtschloss-System gemessenen wirkenden Kräfte entsprechen in etwa den Kräften, die durch den Gurt auf den Torso des Insassen ausgeübt werden. Therefore, the buckle sensor according to the invention is a force sensor 102 extended. The of the force sensor 102 measured forces acting on the buckle system correspond approximately to the forces exerted by the belt on the torso of the occupant.

Bevorzugt wird zur Messung der Kräfte ein Dehnungsmess-Streifen (DMS) verwendet, da dieser kleine Abmessungen aufweist und sehr zuverlässig ist. Es können aber auch jegliche andere Kraftsensoren verwendet werden, die dazu geeignet sind, die durch den Gurt auf den Insassen wirkenden Kräfte zu messen. Preferably, a strain gauge (DMS) is used to measure the forces, since this has small dimensions and is very reliable. However, any other force sensors can be used which are suitable for measuring the forces acting on the occupant by the belt.

Der Kraftsensor 102 wird von der Versorgungsspannung Vsupply des Gurtschloss-Sensors gespeist, so dass nur ein weiterer Draht aus dem Gurtschloss-Sensorsystem heraus führt, das System also ein Dreidrahtsystem wird. Dieser dritte Draht ist der Ausgang des Kraftsensors 102 und führt zu einem Steuergerät 200, welches dasselbe sein kann, mit dem die Sensoreinheit 101 des Gurtschloss-Sensors 100 verbunden ist. Das Steuergerät 200 kann auch direkt die Gurtauslöseeinheit sein. Zusätzlich kann ein Sitzbelegungssensor mit dem Steuergerät 200 verbunden sein, welcher Unterschiede im Gewicht der Insassen erkennt. Durch diese Messung kann eine Auslösekraft der Gurtauslöseeinheit auf das Gewicht des Insassen durch das Steuergerät 200 individuell angepasst werden, so dass Verletzungen verhindert oder minimiert werden können. Bei leichten Personen reicht z.B. eine geringere auf den Insassen wirkende Kraft aus, um die Gurtauslöseeinheit zu aktivieren. Auch ist bei einem Seitenzusammenstoß die maximal wirkende Kraft zur Auslösung der Gurtlockerung niedriger als bei einem Frontalzusammenstoß. The force sensor 102 is powered by the supply voltage Vsupply of the buckle sensor, so that only one more wire out of the buckle sensor system out, so the system is a three-wire system. This third wire is the output of the force sensor 102 and leads to a control unit 200 , which may be the same with which the sensor unit 101 the buckle sensor 100 connected is. The control unit 200 can also be directly the belt release unit. In addition, a seat occupancy sensor with the control unit 200 be connected, which recognizes differences in the weight of the occupants. By this measurement, a triggering force of the belt deployment unit on the weight of the occupant by the control unit 200 be customized so that injuries can be prevented or minimized. In light persons, for example, a lesser force acting on the occupant is sufficient to activate the belt release unit. Also, in a side collision, the maximum acting force to initiate belt loosening is lower than in a frontal collision.

Diese individuelle Einstellung ist allerdings nur bei elektronisch gesteuerten bzw. ansprechbaren Systemen möglich und sinnvoll, da nur hier eine Einstellung der Kraft möglich ist. Bei herkömmlichen Torsionsstäben ist die Kraft zum Freigeben des Gurtes durch das Material des Stabs vorbestimmt, das sich verbiegt, um den Gurt freizugeben. However, this individual setting is only possible and useful for electronically controlled or addressable systems, since only here is it possible to adjust the force. In conventional torsion bars, the force for releasing the belt is predetermined by the material of the bar which bends to release the belt.

2 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Gurtschlosses, in dem ein Kraftsensor verbaut werden kann. Gezeigt sind ein aus zwei Teilen bestehendes Gehäuse 10, eine Drucktaste 11 und ein Schloss-Gehäuse 12. Zwischen der Drucktaste 11 und dem Schloss-Gehäuse 12 sind eine Rastplatte 13, eine Druckfeder 14, ein Stift 15, sowie eine Spannfeser 16, eine Auswerferplatte 17 sowie ein Schloss-Bügel 18 angeordnet. Vorteilhaft ist die Anordnung des Kraftsensors 100 auf der Rastplatte 13 oder dem Schloss-Bügel 18, da hier die wirkenden Kräfte am besten zu messen sind. Alternativ kann der Kraftsensor 100 auch auf dem Gehäuse angeordnet sein. 2 shows an exemplary construction of a buckle, in which a force sensor can be installed. Shown are a two-part housing 10 , a pushbutton 11 and a lock case 12 , Between the pushbutton 11 and the lock housing 12 are a detent plate 13 , a compression spring 14 , a pen 15 , as well as a Spannfeser 16 , an ejector plate 17 as well as a castle temple 18 arranged. The arrangement of the force sensor is advantageous 100 on the detent plate 13 or the Castle Temple 18 because here the acting forces are best to measure. Alternatively, the force sensor 100 also be arranged on the housing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Gehäuse casing
11 11
Drucktaste pushbutton
12 12
Schloss-Gehäuse Lock housing
13 13
Rastplatte detent plate
14 14
Druckfeder compression spring
15 15
Stift pen
16 16
Spannfeser span Feser
17 17
Auswerferplatte ejector
18 18
Schloss-Bügel Lock Straps
100 100
Gurtschloss-Sensor Buckle sensor
101 101
Sensoreinheit sensor unit
102 102
Kraftsensor force sensor
200 200
Steuergerät control unit

Claims (9)

Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge, umfassend zumindest eine Sensoreinheit (101), die dazu eingerichtet ist, einen Schließzustand des Gurtschlosses zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtschloss-Sensor (100) zusätzlich einen Kraftsensor (102) aufweist, der dazu eingerichtet ist, auf das Gurtschloss einwirkende Kräfte zu erfassen. Buckle sensor ( 100 ) for motor vehicles, comprising at least one sensor unit ( 101 ), which is adapted to detect a closed state of the buckle, characterized in that the buckle sensor ( 100 ) additionally a force sensor ( 102 ) which is adapted to detect forces acting on the buckle. Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei der Kraftsensor (102) mit der Versorgungsspannung (Vsupply) der Sensoreinheit verbunden ist. Buckle sensor ( 100 ) for motor vehicles according to claim 1, wherein the force sensor ( 102 ) is connected to the supply voltage (Vsupply) of the sensor unit. Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kraftsensor (102) ein Dehnungsmessstreifen ist. Buckle sensor ( 100 ) for motor vehicles according to one of the preceding claims, wherein the force sensor ( 102 ) is a strain gauge. Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kraftsensor (102) innerhalb des Gurtschlosses an einer Rastplatte (13) oder auf einem Schlossbügel (18) angeordnet ist. Buckle sensor ( 100 ) for motor vehicles according to one of the preceding claims, wherein the force sensor ( 102 ) within the buckle on a detent plate ( 13 ) or on a lock hanger ( 18 ) is arranged. Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kraftsensor (102) auf einem das Gurtschloss (12) umgebenden Gehäuse (10) angeordnet ist. Buckle sensor ( 100 ) for motor vehicles according to one of the preceding claims, wherein the force sensor ( 102 ) on one the buckle ( 12 ) surrounding housing ( 10 ) is arranged. Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kraftsensor (102) an einer mit der Karosserie des Fahrzeugs verbundenen Aufhängung des Gurtschlosses angeordnet ist. Buckle sensor ( 100 ) for motor vehicles according to one of the preceding claims, wherein the force sensor ( 102 ) is arranged on a connected to the body of the vehicle suspension of the buckle. Gurtschloss-System, umfassend zumindest einen Gurtschloss-Sensor (100) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein Steuergerät (200), das dazu eingerichtet ist, eine Gurtauslöseeinheit zu steuern, wobei der Kraftsensor (102) an seinem Ausgang mit dem Steuergerät (200) verbunden ist. Buckle system comprising at least one buckle sensor ( 100 ) for motor vehicles according to one of the preceding claims and a control device ( 200 ), which is adapted to control a belt release unit, wherein the force sensor ( 102 ) at its output to the controller ( 200 ) connected is. Gurtschloss-System nach Anspruch 7, wobei das Steuergerät (200) zusätzlich mit einem Sitzbelegungssensor verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Gurtauslöse-kraft der Gurtauslöseeinheit abhängig von den vom Sitzbelegungssensor gemessenen Werten zu steuern. Buckle system according to claim 7, wherein the control unit ( 200 ) is additionally connected to a seat occupancy sensor and adapted to control the belt deployment force of the belt deployment unit depending on the values measured by the seat occupancy sensor. Gurtschloss-System nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Steuergerät (200) die Gurtauslöseeinheit abhängig von einem erkannten Seiten- oder Frontalzusammenstoß steuert. Buckle system according to claim 7 or 8, wherein the control unit ( 200 ) controls the belt deployment unit in response to a detected side or frontal collision.
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