DE102017004918A1

DE102017004918A1 - Gurtautomat für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit dem Gurtautomat und Verfahren zur Regulierung eines Gurtrückhaltekraft- und/oder Gurtstrafferkraftniveaus

Info

Publication number: DE102017004918A1
Application number: DE102017004918.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Jenny
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-11-29
Also published as: US20180339675A1; CN108928316A

Abstract

Gurtautomat 1 für ein Fahrzeug, mit einem Sicherheitsgurtband 2 zum Anschnallen eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs, mit einer Vorrichtung 11 zur Regulierung eines Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder Gurtstrafferkraftniveaus für das Sicherheitsgurtband 2, mit einer Sensoreinrichtung 6 zur Erfassung von rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7, mit einer Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung 9 zur Ansteuerung der Vorrichtung 11 auf Basis der rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7, wobei der Gurtautomat 1 die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 erzeugt und/oder umfasst.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft einen Gurtautomat für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrzeug mit dem Gurtautomat mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und ein Verfahren zur Regulierung eines Gurtrückhaltekraft- und/oder Gurtstrafferkraftniveaus mit dem Gurtautomat mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
Hintergrund:
In vielen Fahrzeugen sind Rückhaltegurtsysteme integriert, die auf Basis von Sensordaten ansteuerbar sind.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 22 49 75 9 A1 , die wohl den nächstliegenden Stand der Technik bildet, ein Haltesystem für Insassen eines Kraftfahrzeugs mit einem Sicherheitsgurt und mit Einrichtungen zum selbsttätigen Spannen des Sicherheitsgurts im Gefahrenfalle. Das Spannen erfolgt dann, wenn ein Sensor mit einer definierten Beschleunigungsschwelle ausgelöst wird. Die Größe der Spannkraft des Sicherheitsgurts ist durch ein Steuersystem in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit und/oder einem Gewicht des jeweiligen Insassen einstellbar.
Beschreibung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen funktional verbesserten Gurtautomat für ein Fahrzeug bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch einen Gurtautomat mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Fahrzeug mit dem Gurtautomat mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und durch ein Verfahren zur Regulierung eines Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder Gurtstrafferkraftniveaus mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Es wird ein Gurtautomat für ein Fahrzeug, zum Beispiel für einen Pkw, Lkw oder Bus, vorgeschlagen. Der Gurtautomat umfasst ein Sicherheitsgurtband, das zum Anschnallen eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs ausgebildet ist. Der Fahrzeugsitz ist bevorzugt als ein Sitz einer hinteren Sitzreihe des Fahrzeugs ausgebildet. Alternativ kann der Fahrzeugsitz auch als ein Sitz einer vorderen Sitzreihe, insbesondere als ein Fahrersitz oder Beifahrersitz ausgebildet sein. Vorteilhaft ist, dass der Gurtautomat für alle Sitzreihen des Fahrzeugs anwendbar ist.
Optional umfasst der Gurtautomat eine drehbar gelagerte Gurtspule, auf der das Sicherheitsgurtband angeordnet ist. Insbesondere ist das Sicherheitsgurtband auf der Gurtspule aufgerollt und von dieser abrollbar und/oder ausziehbar, insbesondere um den Insassen anzuschnallen. Im Speziellen ist das Sicherheitsgurtband nach dem Abschnallen des Insassen wieder auf die Gurtspule aufrollbar. Bevorzugt dreht sich die Gurtspule, wenn das Sicherheitsgurtband von dieser ausgezogen wird und auf diese aufgerollt wird. Insbesondere ist die Gurtspule gegen eine Drehung arretierbar, sodass das Sicherheitsgurtband blockiert wird. Insbesondere ist ein weiterer Auszug des Sicherheitsgurtbands von der Gurtspule bei arretierter Gurtspule blockiert. Die Arretierung der Gurtspule und die Straffung des Sicherheitsgurtbands erfolgt z.B. bei einer ruckartigen Vorwärtsbewegung des Insassen auf dem Fahrzeugsitz, insbesondere bei und/oder während einem Frontalaufprall des Fahrzeugs.
Der Gurtautomat weist eine Vorrichtung auf, die zur Regulierung, insbesondere zur Erzeugung, Übertragung und/oder Begrenzung, eines Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder Gurtstrafferkraftniveaus ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Erzeugung, Übertragung und/oder Begrenzung einer Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft auf das Sicherheitsgurtband ausgebildet. Im Speziellen kann dadurch eine Gurlose bei und/oder während eines Aufpralls des Fahrzeugs, insbesondere angepasst an eine Größe und/oder an ein Gewicht des Insassen auf dem Fahrzeugsitz, reduziert werden.
Insbesondere ist die Vorrichtung elektrisch, z.B. elektromechanisch, elektromagnetisch, elektropneumatisch und/oder elektrohydraulisch, schaltbar ausgebildet. Dadurch kann sie durch eine Steuer-, Regel- und/oder Auswerteinrichtung des Gurtautomaten angesteuert werden.
Besonders bevorzugt ist, dass die Vorrichtung einen elektrisch schaltbaren Torsionsstab umfasst. Vorzugsweise ist der Torsionsstab koaxial mit der Gurtspule angeordnet. Insbesondere ist die Gurtspule als eine Hohlspule ausgebildet, in der der Torsionsstab angeordnet ist. Im Speziellen steht der Torsionsstab mit der Gurtspule in einer Wirkverbindung. Der Torsionsstab ermöglicht es, das durch die arretierte Gurtspule gestraffte und blockierte Gurtband noch von der Gurtspule zu lösen und/oder freizugeben, insbesondere indem er tordiert und die Gurtspule dadurch weiterdrehen kann. Dadurch können Verletzungen des Insassen vermieden werden, die bei dem Aufprall des Fahrzeugs durch zu hoch ansteigende Gurtrückhaltekräfte entstehen würden.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass die Vorrichtung mindestens eine elektrisch schaltbare Bremseinrichtung umfasst, die z.B. als eine Scheibenbremse oder als eine Trommelbremse ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Bremseinrichtung dazu ausgebildet, den Gurtbandauszug und/oder einen Gurteinzug, insbesondere eine Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung mit der das Sicherheitsgurtband von der Gurtspule ausgezogen wird und/oder in die Gurtspule eingezogen wird, abzubremsen.
Alternativ oder optional ergänzend umfasst die Vorrichtung mindestens einen elektrisch schaltbaren Gurtbandstraffer zur Straffung des Sicherheitsgurtbands. Vorzugsweise ist der Gurtbandstraffer dazu ausgebildet, eine Drehung der Gurtspule auszulösen und das Sicherheitsgurtband dadurch auf die Gurtspule aufzurollen und zu straffen. Alternativ oder optional ergänzend ist der Gurtbandstraffer dazu ausgebildet, die Gurtspule zu arretieren und somit den Gurtbandauszug zu blockieren. Beispielsweise ist der Gurtbandstraffer als eine pyrotechnische Einrichtung oder als eine Federeinrichtung ausgebildet. Insbesondere ist der Gurtbandstraffer als ein pyrotechnischer Aktuator ausgebildet.
Möglich ist es im Rahmen der Erfindung auch, dass die Vorrichtung mindestens eine elektrisch schaltbare Drehverriegelung und/oder mindestens einen elektrisch schaltbaren Drehstopp umfasst. Vorzugsweise ist/sind die Drehverriegelung und/oder der Drehstopp dazu ausgebildet, die Drehung der Gurtspule zu blockieren.
Optional weist der Gurtautomat ein Gehäuse für die Vorrichtung auf. Vorzugsweise ist die Vorrichtung in oder an dem Gehäuse angeordnet. Insbesondere sind der Gurtbandstraffer, die Gurtspule, der Torsionsstab, die Drehverriegelung, der Drehstopp und/oder die Bremseinrichtung in oder an dem Gehäuse angeordnet. Alternativ oder optional ergänzend ist die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung in oder an dem Gehäuse angeordnet.
Sie kann aber auch an einer anderen Stelle in dem Fahrzeug verbaut sein. In diesem Fall ist die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteinrichtung signaltechnisch mit der Vorrichtung, z.B. über ein BUS-System, verbunden.
Der Gurtautomat umfasst eine Sensoreinrichtung, die zur Erfassung von rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten als Basis für eine Ansteuerung der Vorrichtung geeignet und/oder ausgebildet. Beispielsweise umfasst die Sensoreinrichtung mindestens einen berührungslos arbeitenden Sensor, insbesondere mindestens einen elektrischen, elektromagnetischen Sensor und/oder optischen Sensor. Beispielsweise kann die mindestens eine Sensoreinrichtung ultraschall-, laser-, licht- und/oder radarbasiert arbeiten.
Der Gurtautomat weist eine Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung auf, die zur Ansteuerung der Vorrichtung auf Basis der rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten ausgebildet ist. Der Gurtautomat umfasst die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten und/oder erzeugt diese. Insbesondere weist das Sicherheitsgurtband die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Sicherheitsgurtband ein Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem auf, das die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten für die Sensoreinrichtung umfasst und/oder aus dem die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten ermittelbar sind. Insbesondere handelt es sich bei dem Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem um eine für die mindestens eine Sensoreinrichtung signalmodulierende Komponente. Im Speziellen kann das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem elektromechanische, elektromagnetische, elektrischoptisch lesbare Eigenschaften eines elektrisch modulierten Signals aufweisen und durch die mindestens eine entsprechende Sensoreinrichtung auslesbar sein. Hierfür kann die Sensoreinrichtung eine Sende- und/oder Empfangseinheit umfassen.
Vorzugsweise ist das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem an dem Sicherheitsgurtband befestigt. Beispielsweise ist das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem an dem Sicherheitsgurtband form- und/oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig befestigt. Alternativ ist das Barcode- und/oder Maßsystem in dem Sicherheitsgurtband integriert. Beispielsweise ist das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem auf den Sicherheitsgurtband aufgenäht, aufgestickt, aufgeklebt und/oder aufgeschweißt. Alternativ ist es möglich, dass das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem eine von mehreren Gurtschichten des Sicherheitsgurtbands bildet und/oder als ein Bestandteil des Sicherheitsgurtbands ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem optisch erkennbar und durch den mindestens einen optischen Sensor auslesbar sein. Alternativ oder optional ergänzend kann das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem elektromechanisch lesbare Eigenschaften aufweisen und durch den mindestens einen elektromechanischen Sensor auslesbar sein.
In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung umfassen die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten mindestens eine Länge eines Bandauszugs des Sicherheitsgurtbands von der Gurtspule. Insbesondere geben die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten an, wie weit das Sicherheitsgurtband von der Gurtspule ausgezogen und/oder abgerollt ist. Da die Länge des Bandauszugs von einem Körperumfang und/oder Gewicht des auf dem Fahrzeugsitz angeschnallten Insassen abhängig ist, handelt es sich bei den rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten, insbesondere bei der Länge des Bandauszugs, um insasseninduzierte Daten. Insbesondere können durch den Gurtautomat robuste, genaue und/oder temperaturunabhängige Insassendaten erfasst werden. Beispielsweise kann durch die Länge des Bandauszugs auch ermittelt werden, ob sich der Insasse nach vorne, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, lehnt und somit eine vorverlagerte Körperposition aufweist, insbesondere „out of position“ ist. Die Regulierung des Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder des Gurtstrafferkraftniveaus kann dadurch an die individuelle Statur, Fülle und Größe des Insassen und an die Körperposition angepasst werden. Dadurch können Verletzungen des Insassen bei der Gurtstraffung und/oder -Blockierung vermieden werden. Optional ergänzend kann bei einer Erkennung der vorverlagerten Körperposition ein dem Insassen zugeordneter Airbag, insbesondere Frontalairbag, deaktiviert oder verzögert gezündet werden.
Besonders bevorzugt im Rahmen der Erfindung ist, dass aus den rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten Werte ermittelbar und/oder berechenbar sind, die von der Länge des Bandauszugs zeitabhängig sind. Insbesondere handelt es sich bei den zeitabhängigen Werten um mindestens eine Bandauszugsgeschwindigkeit und/oder um mindestens eine Bandauszugsbeschleunigung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfasst die Sensoreinrichtung die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten aus dem Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem.
Beispielsweise ist die Sensoreinrichtung an dem Gehäuse angeordnet. Möglich ist auch, dass die Sensoreinrichtung an einem Bauteil des Gurtautomaten angeordnet ist, das das Gurtband umgibt. Alternativ kann die Sensoreinrichtung auch an einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet sein. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung so in dem Gurtautomaten und/oder in dem Fahrzeug angeordnet, dass sie die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten an dem Sicherheitsgurtband effektiv erfassen und/oder auslesen kann.
Vorzugsweise übermittelt die Sensoreinrichtung die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten als mindestens ein Sensorsignal an die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung. Insbesondere erfasst die Sensoreinrichtung mindestens eine absolute und/oder relative Länge des Bandauszugs. Optional ergänzend erfasst die Sensoreinrichtung direkt oder indirekt die mindestens eine Gurtauszugsbandgeschwindigkeit und/oder Gurtauszugsbandbeschleunigung.
Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung, dass die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung das mindestens eine Sensorsignal z.B. auf Basis eines Algorithmus als ein Stellsignal auswertet. Insbesondere wertet die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung das mindestens eine Sensorsignal z.B. auf Basis des Algorithmus aus und ermittelt daraus die Bandauszugslänge des Sicherheitsgurtbands. Optional ergänzend wertet die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung die von der Länge des Bandauszugs zeitabhängigen Werte, insbesondere die Bandauszugsgeschwindigkeit und/oder die Bandauszugsbeschleunigung des Sicherheitsgurtbands aus. Beispielsweise ist der Algorithmus in der Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung oder in einem mit der Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung verbundenen Rechner hinterlegt. Besonders bevorzugt ist weiterhin, dass die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung das Sensorsignal kontinuierlich auswertet, insbesondere vor und während des Aufpralls des Fahrzeugs.
Vorzugsweise wertet die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten als absolute Größen aus, z.B. im Falle der Auswertung der Länge des Gurtbandauszugs. Optional ergänzend wertet die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten als relative Größen aus, insbesondere wenn die Gurtbandauszugsgeschwindigkeit oder die Gurtbandauszugsbeschleunigung ermittelt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung übermittelt die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung das Stellsignal an die Vorrichtung, insbesondere an den Torsionsstab, an den Gurtbandstraffer, an die Drehverriegelung, an den Drehstopp, und/oder an die Bremseinrichtung. Insbesondere steuert die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung die Vorrichtung auf Basis des Stellsignals an. Vorzugsweise ist das Stellsignal auf eine Regulierung des Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder des Gurtstrafferkraftniveaus der Vorrichtung gerichtet. Insbesondere wird die Vorrichtung dazu angesteuert, in Abhängigkeit des Gurtauszugsensorsignals oder der davon zeitabhängigen abgeleiteten Werte, die Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft zu verändern und/oder zu regeln, die vor oder während des Aufpralls des Fahrzeugs geschalten wird. Dies kann bevorzugt auch mehrfach, insbesondere als ein geschlossener Regelkreis, umgesetzt werden und/oder erfolgen.
Zum Beispiel wird die Bremseinrichtung dazu angesteuert, in Abhängigkeit der rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten die Gurtauszugsgeschwindigkeit oder - beschleunigung und/oder die Gurteinzugsgeschwindigkeit oder -beschleunigung abzubremsen. Alternativ oder optional ergänzend wird der Torsionsstab dazu angesteuert, das Sicherheitsgurtband in einer gewissen Länge, insbesondere entsprechend der insasseninduzierten Daten, freizugeben. Dadurch kann insbesondere die die Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft erhöht oder verringert werden. Möglich ist im Rahmen der Erfindung auch, dass der Gurtbandstraffer, insbesondere in der Ausbildung als der pyrotechnische Aktuator, dazu angesteuert wird, das Sicherheitsgurtband auf die Gurtspule aufzuwickeln und/oder das Sicherheitsgurtband zu straffen.
Gerade für Insassen, die auf dem Fahrzeugsitz der hinteren Sitzreihe sitzen, bietet der Gurtautomat mit der insasseninduzierten Rückhaltekraftregelung große Vorteile, da in dem jeweiligen Vordersitz kein Frontalairbag zum Schutz des dahinter sitzenden Insassen integriert ist. Zudem ist oftmals ein Abstand zwischen dem Fahrzeugsitz der hinteren Sitzreihe und dem Vordersitz gering bemessen. Durch die Möglichkeit der insasseninduzierten Regulierung des Gurtstrafferkraftniveaus und/oder des Gurtrückhaltekraftniveaus, insbesondere der Erhöhung oder Absenkung der Gurtrückhaltekraft und/oder der Gurtstrafferkraft der Vorrichtung können ein Kopfaufschlag des Insassen auf den Vordersitz, insbesondere in der vorverlagerten Körperposition des Insassen, und dadurch bedingte Verletzungen in vorteilhafter Weise vermieden werden. Außerdem kann eine Länge, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Gurtbandauszugs in Abhängigkeit der insasseninduzierten Daten, die aus der Länge des Gurtbandauszugs ermittelt werden können, angepasst werden. Dadurch können Verletzungen des Insassen durch die Gurtstraffung vermieden werden.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit dem Gurtautomat nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach den Ansprüchen 1 bis 12.
Alternativ zu der möglichen Anordnung der Sensoreinrichtung an dem Gehäuse des Gurtautomats ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Sensoreinrichtung beabstandet von dem Gehäuse angeordnet ist. Möglich ist, dass die Sensoreinrichtung ein an einem Bauteil des Gurtautomaten angeordnet ist, das das Gurtband umschließt. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung in einem Innenraum des Fahrzeugs und/oder an der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Regulierung eines Gurtstrafferkraftniveaus und/oder Gurtrückhaltekraftniveaus für das Sicherheitsgurtband mit einem Gurtautomat. Vorzugsweise ist der Gurtautomat nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach den Ansprüchen 1 bis 12 ausgebildet. Im Rahmen des Verfahrens erfasst die Sensoreinrichtung die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten, die der Gurtautomat erzeugt und/oder umfasst. Die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung steuert die Vorrichtung auf Basis der rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten an.
Vorzugsweise übermittelt die Sensoreinrichtung die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten im Rahmen des Verfahrens als mindestens ein Sensorsignal an die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung. Insbesondere umfassen die rückhaltekraftrelevanten Daten eine Bandauszuglänge und optional ergänzend von der Bandauszugslänge zeitabhängige Daten. Im Speziellen wertet die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung das Sensorsignal aus und erzeugt daraus ein Stellsignal. Bevorzugt steuert die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung die Vorrichtung auf Basis des Stellsignals an. Besonders bevorzugt ist, dass im Rahmen des Verfahrens die von der Vorrichtung erzeugte und/oder übertragene Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft reguliert, erhöht oder vermindert wird.
Optional ergänzend kann das Sensorsignal zur Unterdrückung oder zur zeitlichen Steuerung von Airbagauslösungen in dem Fahrzeug verwendet werden, insbesondere wenn eine Auslösung des Airbags aufgrund des vorgesehenen Gurtautomats und der damit verbundenen insasseninduzierten Rückhaltekraft nicht oder zeitverzögert notwendig ist. Insbesondere wird mindestens ein Airbag auf Basis des mindestens einen Sensorsignals dazu angesteuert, die Auslösung zu unterdrücken. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn der Gurtautomat einem Fahrzeugsitz der vorderen Sitzreihe zugeordnet ist und der Airbag in einem Lenkrad oder Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist. Durch die Unterdrückung der Airbagauslösung können in vorteilhafter Weise Beschädigungen des Lenkrads und/oder des Armaturenbretts vermieden werden, die durch einen aktivierten Airbag verursacht sind. Außerdem können für die Beschädigungen aufzuwendende Reparaturkosten eingespart werden.
Bevorzugte Verfahrensschritte sind zum Beispiel, dass die Gurtspule zunächst zu Beginn des Aufpralls des Fahrzeugs mechanisch, optional durch eine Fliehkraftverriegelung, blockiert. Danach wird das Gurtband durch den pyrotechnischen Straffer eingezogen, um die Gurtlose herauszunehmen und den Insassen sofort abzubremsen, insbesondere ohne in der Folge ein zu hohes auf den Insassen wirkendes Kraftniveau bzw. eine zu hohe auf den Insassen wirkende Kraftspitze zu erhalten. Durch eine weitere Vorverlagerung des Insassen kann nun das Gurtrückhaltekraftniveau ansteigen. Bevorzugt erfolgt jetzt die sensorbasierte Steuerung des Gurtrückhaltekraftniveaus, indem zum Beispiel der Torsionsstab auf ein höheres Kraftniveau geschaltet wird, insbesondere wenn durch die Auswertung des Signals ein Insasse mit hohem Gewicht erkannt wurde.
Insbesondere erfolgt die Gurtstraffung insbesondere durch Gurtbandeinzug zu Beginn des Aufpralls, wenn nahezu noch keine Vorverlagerung des Insassen stattgefunden hat. Im Falle eines mehrstufigen Gurtbandstraffers kann eine Straffkraft entsprechend angesteuert werden. Optional kann die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung anhand der erfassten Länge des Gurtbandauszugs beim Anschnallen oder auch während der Fahrt vor dem Aufprall Unterschiede ermitteln, um dann den Gurtbandstraffer unterschiedlich anzusteuern. Nach dem Aufprall wird dann im Wesentlichen eine insassenabhängige Einstellung des Gurtbandrückhaltekraftniveaus angesteuert und/oder geregelt, zum Beispiel indem der Torsionsstab geschaltet wird und/oder indem eine Arretierung, ein Stopp oder eine kontinuierlich geregelte Abbremsung der Gurtspule durch die mindestens eine Bremseinrichtung, Drehverriegelung und/oder den Drehstopp erfolgt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Gurtautomats 1 für ein Fahrzeug.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gurtautomats 1 für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug ist z.B. als ein Pkw, Lkw oder Bus ausgebildet. Der Gurtautomat 1 umfasst ein Sicherheitsgurtband 2, mit dem ein auf einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs sitzender Insasse angeschnallt werden kann.
Der Fahrzeugsitz ist als ein Sitz einer hinteren Sitzreihe des Fahrzeugs ausgebildet. Alternativ kann der Fahrzeugsitz auch als ein Sitz einer vorderen Sitzreihe, insbesondere als ein Fahrersitz oder Beifahrersitz des Fahrzeugs ausgebildet sein. Der Gurtautomat 1 ist dem Fahrzeugsitz als Sicherheitseinrichtung für den auf den Fahrzeugsitz sitzenden Insassen zugeordnet.
Der Gurtautomat 1 umfasst eine Gurtspule 5, auf der das Sicherheitsgurtband 2 angeordnet ist. Das Sicherheitsgurtband 2 ist von der Gurtspule 5 abrollbar und/oder ausziehbar, um den Insassen auf dem Fahrzeugsitz anzuschnallen. Bei und/oder nach einem Abschnallen des Insassen ist das Sicherheitsgurtband 2 wieder auf die Gurtspule 5 aufrollbar. Zum Ab- und Aufrollen ist die Gurtspule 5 drehbar gelagert. Die Gurtspule 5 ist als ein Hohlkörper ausgebildet.
Der Gurtautomat umfasst eine elektrisch und/oder elektromechanisch schaltbare Vorrichtung 11, die zur Regulierung eines Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder Gurtstrafferkraftniveaus ausgebildet ist. Insbesondere kann die Vorrichtung 11 eine Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft regulieren, vergrößeren oder verringern.
Die Vorrichtung 11 weist einen elektrisch und/oder elektromechanisch schaltbaren Gurtbandstraffer 3 auf, der als eine pyrotechnische Einrichtung oder als eine Federeinrichtung ausgebildet ist. Insbesondere ist der Gurtbandstraffer 4 als ein pyrotechnischer Aktuator ausgebildet. Der Gurtbandstraffer 4 ist dazu ausgebildet, den die Gurtspule 5 bei einer ruckartigen Auszugsbewegung des Sicherheitsgurtbands 2, die zum Beispiel durch einen Frontalaufprall des Fahrzeugs verursacht werden kann, zu arretieren und das Sicherheitsgurtband 2 gegen einen weiteren Auszug zu blockieren.
Die Vorrichtung 11 umfasst einen rotierbaren, elektrisch und/oder elektromechanisch schaltbaren Torsionsstab 12. Der Torsionsstab 12 ist in der als Hohlkörper ausgebildeten Gurtspule 5 und koaxial zu dieser angeordnet. Bei arretierter Gurtspule 5 ermöglicht es der Torsionsstab 11 durch Rotation, das Sicherheitsgurtband 2 noch ein Stück von der Gurtspule 5 auszuziehen. Dadurch können Verletzungen, insbesondere an einem Brustkorb, des mit dem Sicherheitsgurtband 2 angeschnallten Insassen vermieden werden.
Die Vorrichtung 11 weist eine elektrisch und/oder elektromechanisch schaltbare Bremseinrichtung 13 auf, die als eine Trommel- oder Scheibenbremse ausgebildet sein kann. Die Bremseinrichtung 13 ist zum Abbremsen einer Gurtauszugsgeschwindigkeit oder -beschleunigung auf die Gurtspule 5 ausgebildet. Alternativ oder optional ergänzend ist die Bremseinrichtung 13 zum Abbremsen einer Gurteinzugsgeschwindigkeit oder - beschleunigung in die Gurtspule 5 ausgebildet.
Die Vorrichtung 11 kann in einer alternativen Ausgestaltung auch mindestens eine elektrisch und/oder elektromechanisch schaltbare Drehverriegelung und/oder Drehstopp zur Blockierung der Drehung der Gurtspule 5 aufweisen.
Der Gurtautomat 1 umfasst ein Gehäuse 3, in oder an dem die Vorrichtung 11, insbesondere der Torsionsstab 12, die Bremseinrichtung 13, der Gurtbandstraffer 3 und die Gurtspule 5 angeordnet sind. Optional können auch die Drehverriegelung und/oder der Drehstopp in oder an dem Gehäuse 3 angeordnet sein.
Der Gurtautomat 1 weist eine Sensoreinrichtung 6 auf, die an dem Gehäuse 3, insbesondere oberhalb des Sicherheitsgurtbands 2, angeordnet ist. Beispielsweise ist die Sensoreinrichtung 6 als mindestens ein berührungslos arbeitender Sensor, insbesondere als mindestens ein elektromagnetischer Sensor und/oder optischer Sensor, ausgebildet.
Die Sensoreinrichtung 6 ist zur Erfassung von rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 des Gurtautomats 1 ausgebildet. Hierbei erfasst die Sensoreinrichtung 6 die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 vor und während des Aufpralls des Fahrzeugs. Der Gurtautomat 1 umfasst die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7. Alternativ oder ergänzend werden die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 in dem Gurtautomat 1 erzeugt.
Das Sicherheitsgurtband 2 weist die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 auf. Insbesondere sind die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 in einem Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem 14 erfasst und/oder integriert, das auf dem Sicherheitsgurtband 2 angeordnet ist. Beispielsweise ist das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem 14 zum Beispiel durch Einnähen und/oder Einsticken auf dem Sicherheitsgurtband 2 aufgebracht. Möglich ist auch, dass das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem 14 auf dem Sicherheitsgurtband 2 aufgeklebt und/oder aufgeschweißt ist. Alternativ ist es möglich, dass das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem 14 in dem Sicherheitsgurtband 2 integriert ist, zum Beispiel, indem der Sicherheitsgurtband 2 aus mehreren Gurtschichten besteht und eine der Schichten das Skalier-, Codier-, Barcode- und/oder Maßsystem 14 trägt.
Die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 enthalten Angaben über eine absolute und/oder relative Länge eines Bandauszugs des Sicherheitsgurtbands von der Gurtrolle 5. Weiterhin können aus den rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten auch weitere Daten, die von der Länge des Bandauszugs abhängen, erfasst und/oder ermittelt werden. Diese sind z.B. eine Bandauszugsgeschwindigkeit und/oder eine Bandauszugsbeschleunigung.
Über die Länge des Bandauszugs und/oder über die dieser zeitlich abgeleiteten Größen als absolute Werte kann auf eine Statur, einen Körperumfang und/oder auf ein Gewicht des Insassen geschlossen werden, der auf dem Fahrzeugsitz mit dem Sicherheitsgurtband angeschnallt ist. Der Gurtautomat 1 ermöglicht demnach die Regulierung des Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder des Gurtstrafferkraftniveaus in Abhängigkeit der Statur, des Körperumfangs und/oder des Gewichts des Insassen, sodass eine Verletzung durch das gestraffte und blockierte Sicherheitsgurtband 2 und/oder durch zu hohe Gurtrückhaltekräfte, insbesondere im Brustkorbbereich des Insassen, vermieden werden kann.
Zudem kann anhand der Länge des Bandauszugs eine Körperposition des Insassen auf dem Fahrzeugsitz ermittelt werden. Dies ist insbesondere bei einer vorverlagerten Körperposition von Vorteil, da die Art und ein Ausmaß der Gurtstraffung und/oder eine Auslösung eines dem Insassen zugeordneten Airbags entsprechend ansteuerbar sind. Somit kann mit dem Gurtautomat 1 das Rückhaltekraftniveau so angesteuert werden, dass ein Risiko eines Kopfaufschlags des Insassen auf den Vordersitz reduziert und dadurch Verletzungen des Insassen vermieden werden können. Insbesondere für die hintere Sitzreihe des Fahrzeugs ist ein solcher Gurtautomat 1 von Vorteil, da der jeweilige Vordersitz üblicherweise keinen Frontalairbag aufweist und der Raum zwischen der hinteren Sitzreihe und dem Vordersitz eingeschränkt ist.
Der Gurtautomat 1 umfasst eine Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung 9, die signaltechnisch mit der Sensoreinrichtung 6 verbunden ist. Die Sensoreinrichtung 6 übermittelt die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 als mindestens ein Sensorsignal 8 an die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung 9.
Die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung 9 wertet die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 in Abhängigkeit des erhaltenen Sensorsignals 8 basierend auf einem Algorithmus als ein Stellsignal 10 aus. Der Algorithmus ist in der Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung 8 oder in einem mit der Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung 9 verbundenen Rechner hinterlegt.
Die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung 9 übermittelt das Stellsignal 10 an die Vorrichtung 11. Das Stellsignal 10 ist darauf gerichtet, die Regulierung des Gurtrückhalte- und/oder Gurtstrafferkraftniveaus, insbesondere die Regulierung, Erhöhung oder Absenkung der Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft der Vorrichtung 11 in Abhängigkeit der aus den rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten 7 entnommenen Angaben über die Länge des Bandauszugs und über die von der Länge des Bandauszugs zeitabhängigen Angaben auszulösen. Die Vorrichtung wird in Abhängigkeit des Sensorsignals 8 und durch das darauf basierende Stellsignal 10 zur Veränderung oder Regelung der Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft oder der davon abgeleiteten zeitabhängigen Werte angesteuert. Die Ansteuerung erfolgt vor und/oder während des Aufpralls des Fahrzeugs. Sie kann auch mehrfach innerhalb eines geschlossenen Regelkreises erfolgen.
Insbesondere werden der Torsionsstab 12, die Bremseinrichtung 13, der Gurtbandstraffer 3 und optional ergänzend die Drehverriegelung und/oder der Drehstopp über das Stellsignal 10 zur Regulierung, Erhöhung oder Absenkung der Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft angesteuert. Dies geschieht zum Beispiel durch eine gezielte Freigabe des Sicherheitsgurtbands 2 bei arretierter Gurtspule 5 durch den Torsionsstab, durch ein Abbremsen der Gurteinzugs- und/oder Gurtauszugsgeschwindigkeit und/oder - beschleunigung durch die Bremseinrichtung, durch ein zeitlich angepasstes Auslösen der Arretierung der Gurtspule 5 durch den Gurtbandstraffer 3 und/oder durch eine Blockade der Drehung der Gurtspule 5 durch die Drehverriegelung und/oder den Drehstopp.
Während vorstehend mindestens ein Ausführungsbeispiel detailliert offenbart wurde, ist es anzuerkennen, dass eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Variationen existieren. Es ist ebenfalls anzuerkennen, dass das mindestens eine Ausführungsbeispiel nur beispielhaften Charakter hat und keine Begrenzung des Schutzumfangs, der Anwendungsgebiete oder der Konfiguration darstellt. Vielmehr soll die vorliegende Offenbarung einen angenehmen Fahrplan zur Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels sein. Somit sollte es anzuerkennen sein, dass verschiedene Variationen der Funktion oder der Anordnung der Elemente des mindestens einen Ausführungsbeispiels umgesetzt werden können, ohne den Umfang zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtmäßigen Äquivalente vorgegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Gurtautomat
2: Sicherheitsgurtband
3: Gurtbandstraffer
4: Gehäuse
5: Gurtspule
6: Sensoreinrichtung
7: rückhalte- und/oder straffungsrelevante Daten
8: Sensorsignal
9: Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung
10: Stellsignal
11: Vorrichtung zur Regulierung des Gurtrückhalte- und/oder Gurtstrafferkraftniveaus
12: Torsionsstab
13: Bremseinrichtung
14: Skalier- Kodier-, Barcode- und/oder Maßsystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2249759 A1 [0003]

Claims

Gurtautomat (1) für ein Fahrzeug, mit einem Sicherheitsgurtband (2) zum Anschnallen eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs, mit einer Vorrichtung (11) zur Regulierung eines Gurtrückhaltekraftniveaus und/oder eines Gurtstrafferkraftniveaus für das Sicherheitsgurtband (2), mit einer Sensoreinrichtung (6) zur Erfassung von rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7), mit einer Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) zur Ansteuerung der Vorrichtung (11) auf Basis der rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7), wobei der Gurtautomat (1) die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) erzeugt und/oder umfasst.
Gurtautomat (1) nach Anspruch 1, wobei das Sicherheitsgurtband (2) die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) trägt und/oder umfasst.
Gurtautomat (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Sicherheitsgurtband (2) ein Skalier- Kodier-, Barcode- und/oder Maßsystem (14) aufweist, das die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) umfasst und/oder aus dem die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) ermittelbar sind.
Gurtautomat (1) nach Anspruch 2, wobei das Skalier-, Kodier-, Barcode- und/oder Maßsystem (14) an dem Sicherheitsgurtband (2) befestigt ist und/oder in dem Sicherheitsgurtband (2) integriert ist.
Gurtautomat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gurtautomat (1) eine Gurtspule (5) umfasst, auf der das Sicherheitsgurtband (2) angeordnet ist und/oder von der das Sicherheitsgurtband (2) abrollbar und/oder ausziehbar ist, wobei die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) eine Länge eines Bandauszugs des Sicherheitsgurtbands (2) von der Gurtspule (5) umfassen.
Gurtautomat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung (6) mindestens einen berührungslos arbeitenden Sensor, insbesondere mindestens einen elektrischen, elektromagnetischen Sensor und/oder mindestens einen optischen Sensor, umfasst.
Gurtautomat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung (6) die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) aus dem Skalier-, Kodier-, Barcode- und/oder Maßsystem (14) erfasst und als mindestens ein Sensorsignal (8) an die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) übermittelt.
Gurtautomat (1) nach Anspruch 7, wobei die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) das mindestens eine Sensorsignal (8) bevorzugt kontinuierlich auswertet und daraus eine absolute und/oder relative Bandauszugslänge des Sicherheitsgurtbands (2) und/oder von der Bandauszuglänge zeitabhängige Werte, insbesondere eine Bandauszugsgeschwindigkeit und/oder eine Bandauszugsbeschleunigung, ermittelt.
Gurtautomat (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) das mindestens eine Sensorsignal (8) auswertet und auf Basis des ausgewerteten Sensorsignals ein Stellsignal (10) erzeugt, wobei die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) die Vorrichtung (11) auf Basis des Stellsignals (10) ansteuert.
Gurtautomat (1) nach Anspruch 8, wobei das Stellsignal (10) auf eine Regulierung, Erhöhung oder Absenkung der von der Vorrichtung (11) auf das Sicherheitsgurtband (2) erzeugten und/oder übertragenen Gurtrückhaltekraft und/oder Gurtstrafferkraft gerichtet ist.
Gurtautomat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (11) einen Torsionsstab (12) zur Freigabe eines Gurtauszugs des Sicherheitsgurtbands (2), mindestens einen Gurtbandstraffer (3) zur Straffung des Sicherheitsgurtbands (2), mindestens eine Bremseinrichtung (13) zur Abbremsung eines Gurteinzugs des Sicherheitsgurtbands (2) in oder auf die Gurtrolle (5) und/oder zur Abbremsung eines Gurtauszugs des Sicherheitsgurtbands (2) von der Gurtrolle (5), mindestens eine Drehverriegelung und/oder mindestens einen Drehstopp zur Blockierung der Drehung der Drehspule (5) umfasst.
Gurtautomat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gurtautomat (1) ein Gehäuse (4) für die Vorrichtung (11) umfasst, wobei die Sensoreinrichtung (6) an dem Gehäuse (4) angeordnet ist.
Fahrzeug mit dem Gurtautomat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Regulierung eines Gurtrückhalte- und/oder Gurtstrafferkraftniveaus für ein Sicherheitsgurtband (2) zum Anschnallen eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs, mit einem Gurtautomat (1), wobei der Gurtautomat (1) das Sicherheitsgurtband (2) und eine Vorrichtung (11) zur Regulierung des Gurtrückhaltekraftniveaus umfasst, wobei der Gurtautomat (1) eine Sensoreinrichtung (6) und eine Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) umfasst, wobei der Gurtautomat (1) rückhaltekraftrelevante Daten (7) erzeugt und/oder umfasst, wobei die Sensoreinrichtung (6) die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) erfasst und wobei die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (6) die Vorrichtung (11) auf Basis der rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Sensoreinrichtung (6) die rückhalte- und/oder straffungsrelevanten Daten (7) als mindestens ein Sensorsignal (8) an die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) übermittelt, wobei die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (9) das Sensorsignal (8) auswertet und daraus ein Stellsignal (10) erzeugt, wobei die Steuer-, Regel- und/oder Auswerteeinrichtung (9) die Vorrichtung (11) auf Basis des Stellsignals (10) ansteuert und wobei dadurch die von der Vorrichtung (11) erzeugte und/oder übertragene Gurtrückhalte- und/oder Gurtstrafferkraft reguliert, erhöht und/oder vermindert wird.