-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Sicherheitsgurtsperren wurden in der Vergangenheit in Fahrzeugen verwendet und können dabei helfen sicherzustellen, dass Insassen richtig angegurtet sind, bevor das Fahrzeug gestartet werden kann. Systeme, die nur auf einen Schalter innerhalb einer Sicherheitsgurtschließe zurückgreifen, können von einem Sitzinsassen, der auf einem zugeschnallten Gurt sitzt anstatt den Gurt über ihren Schoß zu legen und den Gurt dann zuzuschnallen, ausgetrickst werden. Es besteht daher ein Bedarf für ein System, das erkennt, wenn ein Sicherheitsgurt von einem Sitzinsassen richtig verwendet wird.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine nach hinten weisende Ansicht eines belegten, beispielhaften linken Sitzes mit einem Sicherheitsgurtsystem in einem richtig zugeschnallten Zustand.
- 2 ist eine schematische, auseinandergezogene Darstellung des Sicherheitsgurts der 1.
- 3A ist eine Draufsicht auf eine Sitzfläche mit einem Erdungselement.
- 3B ist eine Draufsicht auf die Sitzfläche der 3A mit einer alternativen Ausführungsform des Erdungselements.
- 4 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugs, das das System der 1 enthält.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Relative Orientierungen und Richtungen (beispielsweise obere/s, tiefere/s, untere/s, vorwärts, rückwärts, vorn, hintere/s, hinten, äußere/s, innere/s, einwärts, auswärts, seitlich, links, rechts) werden in dieser Beschreibung nicht als Beschränkungen aufgeführt, sondern damit sich der Leser wenigstens eine Ausführungsform der beschriebenen Strukturen vor Augen führen kann. Solche beispielhaften Orientierungen sind aus der Perspektive eines Insassen, der auf einem Sitz sitzt und einem Armaturenbrett zugewandt ist, zu sehen. In den Figuren zeigen gleiche Bezugszeichen in allen Ansichten gleiche Teile an.
-
Eine Sicherheitsgurtbaugruppe beinhaltet einen Sicherheitsgurt, einen leitfähigen Erfassungsleiter und eine leitfähige Abschirmung. Der Sicherheitsgurt weist ein Beckengurt auf. Der leitfähige Erfassungsleiter ist an einer Seite des Beckengurts befestigt. Die leitfähige Abschirmung ist an einer zweiten Seite des Beckengurts befestigt und ist im Wesentlichen mit dem Erfassungsleiter ausgerichtet und überlappt diesen im Wesentlichen. Eine Isolierschicht ist zwischen dem Erfassungsleiter und der leitfähigen Abschirmung angeordnet.
-
Die Sicherheitsgurtbaugruppe kann den Beckengurt als Isolierschicht aufweisen.
-
Die Sicherheitsgurtbaugruppe kann jede(n) von dem Erfassungsleiter, der leitfähigen Abschirmung und der Isolierschicht auf einer gemeinsamen Seite des Beckengurts aufweisen.
-
Die Sicherheitsgurtbaugruppe, die jede(n) von dem Erfassungsleiter, der leitfähigen Abschirmung und der Isolierschicht auf einer gemeinsamen Seite des Beckengurts aufweist, kann zudem eine nicht-leitfähige Beschichtung aufweisen, die über dem Erfassungsleiter, der Isolierschicht und der leitfähigen Abschirmung angeordnet ist und diese umgibt.
-
Die Sicherheitsgurtbaugruppe kann zudem einen Aufroller beinhalten, der den Sicherheitsgurt auf einer Spule aufnimmt. Der Sicherheitsgurt kann einen Schultergurt zwischen dem Aufroller und dem Beckengurt aufweisen. Die Verschlusszunge kann verschiebbar an dem Sicherheitsgurt angeordnet sein, um den Beckengurt von dem Schultergurt zu trennen. Der Beckengurt bleibt außerhalb des Aufrollers, wenn der Sicherheitsgurt in einem eingezogenen Zustand ist.
-
Die Sicherheitsgurtbaugruppe kann eine Verschlusszunge und eine Verankerung beinhalten. Die Verschlusszunge kann verschiebbar an dem Sicherheitsgurt angeordnet sein, um den Beckengurt von einem Schultergurt zu trennen. Die Verankerung ist an einem Ende des Beckengurts und dem Sicherheitsgurt befestigt. Der Erfassungsleiter kann eine Länge von im Wesentlichen zwanzig Zentimetern oder mehr aufweisen, wobei er sich von einem ersten Ende des Erfassungsleiters unter einer untersten Position der Verschlusszunge erstreckt und endet, bevor er die Verankerung erreicht.
-
Ein Rückhaltesystem kann eine Sicherheitsgurtbaugruppe und eine Erfassungsschaltung beinhalten. Eine Sicherheitsgurtbaugruppe beinhaltet einen Sicherheitsgurt, einen Erfassungsleiter und eine Abschirmung. Der Sicherheitsgurt weist ein Beckengurt auf. Der Erfassungsleiter ist leitfähig und an einer ersten Seite des Beckengurts befestigt. Die Abschirmung ist ebenfalls leitfähig und an einer zweiten Seite des Beckengurts befestigt. Die Abschirmung ist im Wesentlichen mit dem Erfassungsleiter ausgerichtet und überlappt diesen im Wesentlichen. Eine Isolierschicht ist zwischen dem Erfassungsleiter und der leitfähigen Abschirmung angeordnet. Die Erfassungsschaltung ist elektrisch mit dem Erfassungsleiter und der Abschirmung verbunden.
-
Das Rückhaltesystem kann den Beckengurt als Isolierschicht aufweisen.
-
Das Rückhaltesystem kannjede(n) von dem Erfassungsleiter, der leitfähigen Abschirmung und der Isolierschicht auf einer gemeinsamen Seite des Beckengurts aufweisen.
-
Das Rückhaltesystem, das jede(n) von dem Erfassungsleiter, der leitfähigen Abschirmung und der Isolierschicht auf einer gemeinsamen Seite des Beckengurts aufweist, kann zudem eine nicht-leitfähige Beschichtung aufweisen, die über dem Erfassungsleiter, der Isolierschicht und der leitfähigen Abschirmung angeordnet ist und diese umgibt.
-
Das Rückhaltesystem kann zudem ein Erdungselement zur Anordnung innerhalb einer Sitzfläche und elektrisch mit der Erfassungsschaltung verbunden beinhalten.
-
Das Rückhaltesystem kann ferner einen Aufroller beinhalten, der den Sicherheitsgurt auf einer Spule aufnimmt. Der Sicherheitsgurt kann einen Schultergurt zwischen dem Aufroller und dem Beckengurt aufweisen. Eine Verschlusszunge ist verschiebbar an dem Sicherheitsgurt angeordnet, um den Beckengurt von dem Schultergurt zu trennen. Der Beckengurt bleibt außerhalb des Aufrollers, wenn der Sicherheitsgurt in einem eingezogenen Zustand ist.
-
Das Rückhaltesystem kann eine Verschlusszunge und eine Verankerung beinhalten. Die Verschlusszunge kann verschiebbar an dem Sicherheitsgurt angeordnet sein, wodurch der Beckengurt von einem Schultergurt getrennt wird. Die Verankerung kann an einem Ende des Beckengurts und dem Sicherheitsgurt befestigt sein. Der Erfassungsleiter kann eine Länge von im Wesentlichen zwanzig Zentimetern oder mehr aufweisen und sich von einem ersten Ende des Erfassungsleiters unter einer untersten Position der Verschlusszunge erstrecken. Der Erfassungsleiter kann vor der Verankerung enden.
-
Das Rückhaltesystem kann eine Rechenvorrichtung beinhalten, die dazu programmiert ist, eine Fahrzeugbewegung nur dann zu ermöglichen, wenn die Rechenvorrichtung auf Grundlage eines Signals von der Schaltung bestimmt, dass der Sicherheitsgurt richtig zugeschnallt ist.
-
Ein beispielhaftes Rückhaltesystem 10 für ein Fahrzeug 12, wie in 1 bis 4 gezeigt, beinhaltet einen Sicherheitsgurt und kann einen Airbag (nicht gezeigt) für Fahrzeuginsassenpositionen beinhalten, einschließend unter anderem einen ersten Sitz, z. B. einen Sitz 14, und andere Beifahrersitze (nicht gezeigt). Auch wenn der veranschaulichte Sitz 14 beispielhaft für einen Sitz auf einer linken Seite eines Fahrzeugs ist, kann ein alternativer Sitz, z. B. ein spiegelbildlicher Sitz, auf der rechten Seite eines Fahrzeugs oder in einer Mitte eines Fahrzeugs platziert sein.
-
Der in 1 gezeigte Sitz 14 ist ein Schalensitz. Alternativ kann der Sitz 14 eine Sitzbank oder eine andere Art von Sitz sein. Der Sitz 14 kann eine Rückenlehne 16, eine Sitzfläche 18, und eine Kopfstütze 20 beinhalten.
-
Die Kopfstütze 20 kann von der Rückenlehne 16 gelagert werden und kann in Bezug auf die Rückenlehne 16 feststehend oder bewegbar sein. Die Rückenlehne 16 kann von der Sitzfläche 18 gelagert werden und kann in Bezug auf die Sitzfläche 18 feststehend oder bewegbar sein. Die Rückenlehne 16, die Sitzfläche 18 und/oder die Kopfstütze 20 können in mehreren Freiheitsgraden einstellbar sein. Die Rückenlehne 16, die Sitzfläche 18 und/oder die Kopfstütze 20 können selbst einstellbar sein, mit anderen Worten einstellbare Komponenten innerhalb der Rückenlehne 16, der Sitzfläche 18 und/oder der Kopfstütze 20 sein, und/oder können in Bezug aufeinander einstellbar sein.
-
Die Sitzfläche 18 und/oder die Rückenlehne 16 können einen Sitzrahmen (nicht gezeigt) und einen Polsterbezug 22, der an dem Rahmen gelagert ist, beinhalten. Der Rahmen kann Rohre, Träger usw. beinhalten. Der Rahmen kann aus einem beliebigen geeigneten Kunststoffmaterial ausgebildet sein, z. B. kohlefaserverstärkter Kunststoff (CFRP), glasfaserverstärkte Halbzeug-Thermoplastverbundstoffe (Organo Sheet) usw. Als weiteres Beispiel können einige oder alle Komponenten des Rahmens aus einem geeigneten Metall, z. B. Stahl, Aluminium usw., ausgebildet sein.
-
Der Polsterbezug 22 kann einen Bezug und eine Füllung beinhalten. Der Bezug kann aus Stoff, Leder, Kunstleder oder einen beliebigen anderen geeigneten Material ausgebildet sein. Der Bezug kann in Bahnen um den Rahmen festgenäht sein. Die Füllung kann sich zwischen dem Polsterbezug und dem Rahmen befinden und kann aus einem Schaumstoff oder einem beliebigen anderen geeigneten Stützmaterial ausgebildet sein.
-
Das Rückhaltesystem 10 kann ein beispielhaftes Sicherheitsgurtsystem 24 beinhalten und kann zudem ein Airbagsystem beinhalten. Das veranschaulichte Sicherheitsgurtsystem 24 ist ein Dreipunktsystem. Mit Dreipunkt ist gemeint, dass der Sicherheitsgurt, d. h. das Gurtband 26 des Systems 24, einen Insassen 28 an drei Punkten zurückhält: an einer Schulter, im Beispiel der 1 die linke Schulter, und auf beiden Seiten am Schoß des Insassen.
-
Das System 24 kann zusätzlich zu dem Sicherheitsgurt 26 einen Aufroller 30, einen D-Ring 32, eine Sicherheitsgurt-Verschlusszunge 34, eine Verankerung 36, eine Schließe 38, eine Schließenhalterung 40, einen Sitzinsassensensor 42, einen Sicherheitsgurtschließensensor 44 und einen Sicherheitsgurtnutzungssensor 46 beinhalten.
-
Der Aufroller nimmt ein erstes Ende des Sicherheitsgurts 26 auf und gibt dieses aus. Der Aufroller 30 kann eine Spule beinhalten, die das Gurtband 26 ausfährt und einzieht. Der Aufroller 30 kann, wie veranschaulicht, an der Fahrzeugstruktur oder alternativ am Sitzrahmen befestigt sein. Falls er an der Fahrzeugstruktur befestigt ist, beinhalten verfügbare Positionen den Fahrzeugboden und eine strukturelle Säule, wie etwa eine B-Säule 48.
-
Der D-Ring 32 nimmt dem Sicherheitsgurt 26 auf und leitet den Sicherheitsgurt 26 von dem Aufroller 30 über die Schulter des Insassen 28. Der D-Ring kann an einer strukturellen Komponente des Fahrzeugs, z. B. der B-Säule 48, befestigt sein. Wenn der Aufroller 30 an einem von der B-Säule 48 und dem Sitzrahmen angebracht ist, kann der D-Ring 32 bei dem System 24 weggelassen werden.
-
Die Sicherheitsgurt-Verschlusszunge 34, d. h. ein Clip, rastet selektiv in der Schließe 38 auf der rechten Seite des Insassen ein. Die Verschlusszunge 34 wird von einem Schlitz 45 in der Schließe aufgenommen. Die Schließe 38 ist durch die Schließenhalterung 40 an der Fahrzeugstruktur oder dem Sitzrahmen befestigt.
-
Die Sicherheitsgurtverankerung 36 kann in der Form einer Ankerplatte 36 vorliegen. Die Platte 36 ist an einem zweiten Ende des Sicherheitsgurts 26 gegenüber dem Aufroller 30 befestigt und ist außerdem an einem von dem Rahmen des Sitzes 14 und der Struktur des Fahrzeugs 12 befestigt, um somit das zweite Ende des Sicherheitsgurts 26 zu befestigen.
-
Die Verschlusszunge 34 gleitet frei entlang des Gurtbands und unterteilt den Sicherheitsgurt 26 in einen Beckengurt 50 und einen Schultergurt 52, wenn sie in die Schließe 38 einrastet. Der Beckengurt 50 ist zwischen der Verschlusszunge 34 und der Verankerung 36 angeordnet. Der Schultergurt 52 kann zwischen der Verschlusszunge 34 und dem D-Ring 32 angeordnet sein.
-
Das Rückhaltesystem 10 kann einen Insassensensor 42 beinhalten, der dazu programmiert ist, die Belegung des Fahrzeugsitzes 14 zu erkennen. Derartige Insassensensoren 42 sind bekannt und können zum Beispiel in Form von Gewichtssensoren, die in die Sitzfläche integriert sind, oder Infrarotdetektoren oder Bewegungsdetektoren vorliegen. Die Art des ausgewählten Insassensensors 42 ist nicht bedeutsam.
-
Als Alternative zum Einsetzen eines separaten Insassensensors 42 kann die Belegung eines Sitzes indirekt bestimmt werden. Ein Beispiel einer solchen indirekten Belegungsbestimmung für einen Fahrersitz ist, dass eine gleichzeitige Betätigung mehrerer Fahrzeugsteuerungen gefordert wird, wie etwa Drücken eines Bremspedals (nicht gezeigt) in Kombination mit Drücken eines Startschalters auf einer Fahrerseite der Instrumententafel.
-
Schließensensoren 44 können einen Schalter beinhalten, der in jeder der Schließen 38 angeordnet ist. Die Schalter der Sensoren 44 können sich als Reaktion auf ein Einführen der Verschlusszunge 34 öffnen und schließen. Die Sensoren 44 stellen Daten bereit, die angeben, ob der Sicherheitsgurt 26 in einem zugeschnallten Zustand oder einem aufgeschnallten Zustand ist.
-
Der Sicherheitsgurtnutzungssensor 46 beinhaltete Komponenten, die in den Sicherheitsgurt 26 und den Sitz 14 integriert sind, wie am besten in 2 veranschaulicht ist. Ein Körpererfassungspaket 53 des Sensors 46 ist an einer dem Insassen zugewandten Seite des Sicherheitsgurts 26 angeordnet. Das Paket 53 kann einen Erfassungsleiter 54 an einer dem Insassen zugewandten Seite des Pakets 53 beinhalten. Der Erfassungsleiter 54 kann durch Beschichten eines Gewebes mit einem leitfähigen Material ausgebildet werden, wobei Sprayen ein beispielhaftes Verfahren zum Aufbringen des leitfähigen Materials ist. Der gesamte Erfassungssensor 54 ist leitfähig, bleibt jedoch biegsam. Eine beispielhafte Breite des Erfassungsleiters ist W1, geringer als eine Breite des Sicherheitsgurts 26. Der Erfassungsleiter 54 kann eine Länge von im Wesentlichen zwanzig Zentimetern oder mehr aufweisen, wobei er sich von einem ersten Ende des Leiters 54, das, wenn der Sicherheitsgurt aufgeschnallt und in dem eingezogenen Zustand ist, unter einer untersten Position der Verschlusszunge 34 liegt, erstreckt und endet, bevor er die Ankerplatte 36 erreicht. Auch wenn der Erfassungsleiter 54 so gezeigt ist, dass er eine rechteckige Form aufweist, muss er nicht so konfiguriert sein. Alternative Formen können beispielsweise ein Oval, einen Ring, längliche Verbindungsfinger beinhalten.
-
Das Körpererfassungspaket 53 beinhaltet ferner eine leitfähige Abschirmung, d. h. eine aktive oder angetriebene Abschirmung 56, zwischen dem Erfassungsleiter 54 und dem Sicherheitsgurt 26. Der Erfassungsleiter 54 und die Abschirmung 56 sind durch eine dazwischenliegende nicht-leitfähige elektrische Isolierschicht 57 getrennt. Die Abschirmung 56 weist eine Breite W2 auf, die größer als die Breite W1 des Leiters 54 ist. Die Abschirmung 56 kann auch geringfügig länger als der Leiter 54 sein. Die Abschirmung 56 und der Leiter 54 sind übereinander positioniert, so dass die Abschirmung 56 den Leiter 54 vollständig überlappt. Wie beim Erfassungsleiter 54 muss die Form der Abschirmung 56 nicht rechteckig sein, so lange die Abschirmung 56 den Leiter 54 vollständig überlappt. Die Isolierschicht 57 ist größer als der Leiter 54 und überlappt den Leiter 54 vollständig.
-
Der Leiter 54 wie auch die Abschirmung 56 können einen elektrischen Verbinder 58 bzw. 60 aufweisen, der mit diesen verbunden ist. Die elektrischen Verbinder 58, 60 können in Form einer Abgreifklemme vorliegen, mit Zähnen, die das Gewebe des Leiters 54 und der Abschirmung 56 durchdringen, um eine elektrische Verbindung mit dem leitfähigen Material des Leiters 54 wie auch der Abschirmung 56 zu erzielen. Ein erster Verbindungsdraht 62 für den Leiter 54 verbindet den Verbinder 58 und den Leiter 54 elektrisch mit einer Sensorschaltung 66. Ein zweiter Verbindungsdraht 62 für die Abschirmung 56 verbindet den Verbinder 60 und die Abschirmung 56 elektrisch mit der Sensorschaltung 66.
-
Die drei Schichten 54, 56 und 57 werden von einer biegsamen wasserdichten nicht-leitfähigen Beschichtung, einem letzten Teil des Erfassungspakets 53, umhüllt und abgedichtet. Die Beschichtung kann durch ein Paar von gegenüberliegenden Kunstsstoffstreifen 68, 70 bereitgestellt werden, die breiter und länger als der Leiter 54 und die Abschirmung 56 sind. Die Streifen 68, 70 sind in einer bekannten Weise, z. B. Wärmebonden, Klebstoffbonden, abdichtend aneinander bebondet, um vor Wassereintritt zu schützen.
-
Das Paket 53 kann an die dem Insassen zugewandte Seite des Beckengurts 50 angenäht sein. Es muss sorgfältig sichergestellt werden, dass beim Nähvorgang über oder außerhalb der Bondingnaht angenäht wird, um ein Perforieren des abgedichteten Bereichs des Pakets 53 zu vermeiden. Zusätzlicher Schutz für den Kunststoffstreifen 68 des Pakets 53 kann durch Annähen einer Schicht aus Gewebe über dem Paket 53 bereitgestellt werden.
-
Als eine Alternative zum Anbringen des Pakets an dem Beckengurt 50 kann eine leitfähige Beschichtung direkt auf gegenüberliegenden Seiten des Beckengurts 50 aufgebracht werden. Die Beschichtung auf der dem Insassen zugewandten Seite dient dem gleichen Zweck wie der Erfassungsleiter 54 und die Beschichtung auf der gegenüberliegenden Seite ist die aktive Abschirmung. Elektrische Verbinder und Leiter können gleichermaßen bereitgestellt werden. Der beschichtete Teil des Beckengurts 50 kann eine wasserdichte Beschichtung aufnehmen, um vor Wassereintritt in den Beckengurt zu schützen.
-
Das Begrenzen des leitfähigen Material auf den Beckengurt 50 vermeidet, dass leitfähiges Material, das in die Aufrollerspule eintritt, beinhaltet ist und dass das leitfähige Material den mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, die mit dem Aufrollen und Abrollen von der Spule verbunden ist.
-
Wie in 2 veranschaulicht, kann der Sensor 46 auch ein leitfähiges Sitzpolster-Erdungselement 72 beinhalten, das in der Fahrzeugsitzfläche 18 angeordnet ist, das durch die Schaltung 66 mit Masse verbunden ist. Das Erdungselement 72 kann aus einem elektrisch leitfähigen Gewebe ausgebildet sein. Das Erdungselement 72 kann durch Sprayen eines leitfähigen Materials auf eine Unterseite des Bezugs 22 ausgebildet werden. Alternativ kann das Erdungselement 72 durch eine dünne Bahn aus Polymer, das mit leitfähigen Material versetzt ist, bereitgestellt werden. Als weitere Alternative kann das Erdungselement 72A, 72B aus leitfähigem Gewebe ausgebildet werden.
-
Das Sitzpolster-Erdungselement 72 wird von einem elektrischen Verbinder 74 in Eingriff genommen. Ein beispielhafter Verbinder 74 kann, wie die Verbinder 58, 60, in Form einer Abgreifklemme vorliegen. Die Art des Verbinders ist nicht bedeutsam. Alternative Verbinder, z. B. eine Metallöse in Kombination mit einem Ringkabelschuh, können als Verbinder 58, 60 und 74 verwendet werden. Ein Masseabschirmungs-Verbindungsdraht 76 verbindet den Verbinder 74 elektrisch mit der Sensorschaltung 66.
-
3A und 3B veranschaulichen alternative Konfigurationen 72A, 72B des Erdungselements. Das Erdungselement 72A, 72B muss den Erfassungsleiter 54 und die aktive Abschirmung 56 nicht vollständig überlappen, um eine Bestimmung eines falsch positionierten Beckengurts 50 zu ermöglichen. Wie in 3A veranschaulicht, ist ein relativ schmales Erdungselement 72A, mit weniger als einem Viertel einer Breite der Sitzfläche 18, ausreichend. Es ist wünschenswert, das Erdungselement 72A, 72B mit ausreichender Länge in der Vorwärts/Rückwärtsrichtung bereitzustellen, z. B. eine halbe Länge der Sitzfläche 18, um eine Erkennung eines falsch positionierten Gurts über seinen gesamten erwarteten Positionsbereich zu ermöglichen. Eine erste mögliche Position eines Beckengurts 50 ist mit durchgehenden Linien gezeigt. Eine zweite mögliche Position des Beckengurts ist durch die gestrichelte Liniendarstellung 50' gezeigt. Das Erdungselement 72B der 3B kann so breit wie die Sitzfläche 18 sein und dennoch die gewünschte Funktion bereitstellen, so lange es sich weit genug nach vorne erstreckt, um sich mit dem erwarteten Bereich der Platzierung des Beckengurts 50 zu befassen.
-
Wie beim Erfassungsleiter 54 ist es nicht erforderlich, dass das Erdungselement 72 eine rechteckige Form aufweist. Alternative Formen können beispielsweise gleichermaßen ein Oval, einen Ring, längliche Verbindungsfinger beinhalten.
-
Das Erdungselement 72A der 3A ist elektrisch mit einem Erdungsdraht 76A verbunden, der dem Verbindungsdraht 76 entspricht. Das Erdungselement 72B wird gleichermaßen von einem Verbinder 74B in Eingriff genommen, wodurch eine elektrische Verbindung zum Erdungsdraht 76B, der dem Erdungsdraht 76 entspricht, bereitgestellt wird.
-
Die Erfassungsschaltung 66 ist mit dem Erfassungsleiter 54, der aktiven Abschirmung 56 und dem Sitzpolster-Erdungselement 72 verbunden. Die Schaltung 66 kann in Form einer integrierten Schaltung vorliegen und kann einen Timer, einen Verstärker und einen Frequenz-/Spannungswandler beinhalten. Die Schaltung 66 kann dazu konfiguriert sein, ein Spannungssignal bereitzustellen, das eine elektrische Kapazität am leitfähigen Sensor angibt, wie nachfolgend genauer beschrieben wird.
-
Die Kombination aus Sicherheitsgurt 26, Erfassungsleiter 54, Abschirmung 56 und elektrischen Gurtverbindern 58, 60 kann in einer Sicherheitsgurtbaugruppe 85 beinhaltet sein. Die Sicherheitsgurtbaugruppe 85 kann das gesamte Körpererfassungspaket 53 beinhalten. Das System 10 beinhaltet außerdem eine Rechenvorrichtung, z. B. eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit - ECU) 90. Wie in 4 veranschaulicht, kann das Rückhaltesystem 10 eine Vielzahl von Sensoren und eine Vielzahl von Aktoren beinhalten, die über ein Fahrzeugnetzwerk 92 mit der ECU 90 verbunden sind. Die Verbindungen der Sensoren und Aktoren zur ECU 90 können entweder drahtgebunden oder drahtlos gestaltet sein, etwa mit Bluetooth®-Signalübertragungseinrichtung und -verfahren oder mit anderer drahtloser Signalübertragungstechnologie.
-
Das Rückhaltesystem 10 kann zusätzliche Sensoren beinhalten, wie etwa zum Beispiel Betriebssensoren 94 und Fahrzeugaufprallsensoren 96.
-
Die Betriebssensoren 94 stellen Datensignale bereit, die belegen, dass das Fahrzeug 12 in einem Betriebsmodus ist, d. h. ein Zustand in Übereinstimmung mit Betrieb, d. h. Bewegung. Beispielhafte Betriebssensoren können den Zündschalter eines Autos mit Verbrennungsmotor beinhalten. In einer Position oder bei einem Zustand „RUN“ gibt der Zündschalter eine Bereitschaft des Fahrzeugs, betrieben zu werden, an. Ein weiterer beispielhafter Betriebssensor, der für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug geeignet ist, kann einen wie auch immer verwalteten Schalter beinhalten, der von dem Insassen des Sitzes 14 verwendet wird, um eine Bereitschaft, den Betrieb des Fahrzeugs zu beginnen, anzugeben. Die Fahrzeugaufprallsensoren 96 können Beschleunigungsmesser beinhalten.
-
Die Airbags des Rückhaltesystems 10, falls vorhanden, enthalten Aktoren 100, d. h. Gasgeneratoren, die ebenfalls mit dem Netzwerk 92 verbunden sein können. Die Aktoren 100 können betätigt werden, um die zugehörigen Airbags als Reaktion auf Signale oder Daten von den Fahrzeugaufprallsensoren 96 einzusetzen.
-
Eine Erinnerungswarnvorrichtung, z. B. eine elektronische Erinnerungsglocke 98, kann ebenfalls mit dem Netzwerk 92 verbunden sein. Die Glocke 98 kann in einem Audiosystem des Fahrzeugs 12 integriert sein. Die Glocke kann als ein Warnsigal für einen Fahrzeugführer verwendet werden, um den aufgeschnallten Zustand eines der Sicherheitsgurte 26 anzugeben. Alternative Warnsignale können durch alternative Vorrichtungen und alternative Formen bereitgestellt werden, einschließlich einer Nachricht auf einem Fahrerinformationsbildschirm oder einem Blinklicht oder einer hörbaren gesprochenen Nachricht in einer oder mehreren Sprachen. Als Alternative zu den Warnungen oder ergänzend zu den Warnungen ist es möglich, dass die Bewegung oder Motorzündung des Fahrzeugs 12 nicht eingeleitet wird, bis ein richtiges Anschnallen des Insassen bestätigt ist.
-
Die ECU 90 kann aus einer einzelnen Rechenvorrichtung bestehen, wie in 2 gezeigt ist, oder kann alternativ aus einer Vielzahl von Computern (z. B. ECU) bestehen, einschließend zum Beispiel einen Antriebsstrangscomputer, der selbst möglicherweise einen Motorcomputer und einen Getriebecomputer umfasst, einen Infotainment-Computer, einen Fahrgestellsystemecomputer, einen Rückhaltesystemcomputer, einen Fahrzeugsicherheitscomputer usw. Die ECU 90 beinhaltet einen elektronischen Prozessor 102 und einen zugehörigen Speicher 104. Das System 10 kann ferner das Fahrzeugnetzwerk 92 beinhalten, einschließend ein oder mehrere drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikationsmedien, wie etwa ein beispielhafter Controller Area Network-(CAN-)Bus des Systems oder ein Local Interconnect Network (LIN) und/oder eine andere Kommunikationsmedien. Das Netzwerk 92 stellt ein Übertragungsmedium zwischen Elementen des Rückhaltesystems 10 bereit und verbindet diese, einschließend die ECU 52 und Komponenten und Hilfssysteme einschließlich beispielsweise Betriebssensoren 94, Sicherheitsgurtschließensensoren 44, Insassensensor 42, Aufroller 30, Erinnerungswarnvorrichtung 98, Airbagaktoren 100 und Fahrzeugaufprallsensoren 96.
-
Jeder der Betriebssensoren 94, Sicherheitsgurtschließensensoren 44, Insassensensor 42, Aufroller 30, Erinnerungswarnvorrichtung 98, Airbagaktoren 100 und Fahrzeugaufprallsensoren 96 sind als über das Netzwerk 92 direkt mit der ECU 90 verbunden veranschaulicht, können aber alternativ oder zusätzlich direkt mit der ECU 90 verbunden sein. Derartige Verbindungen können drahtgebunden sein, die Verbindungen könnten aber alternativ drahtlos gestaltet sein, unter Verwendung von Bluetooth oder anderen Signalübertragungstechnologien.
-
Der Speicher 104 der ECU 90 beinhaltet eine oder mehr Formen computerlesbarer Medien und speichert Anweisungen, die durch den Prozessor 102 ausführbar sind, um diverse Vorgänge, darunter die hierin offenbarten Vorgänge, durchzuführen. Der Prozessor 102 kann derartige Anweisungen lesen und ausführen.
-
Der Speicher 104 der ECU 90 speichert auch Daten. Die Daten können gesammelte Daten beinhalteten, die von einer Vielzahl von Vorrichtungen gesammelt werden. Im Allgemeinen können die gesammelten Daten beliebige Daten von einer Kartendatenbank und beliebige Daten, die von einer beliebigen Datensammlungsvorrichtung zusammengetragen werden, einschließlich Betriebssensoren 94, Sicherheitsgurtschließensensoren 44, Insassensensor 42 und Fahrzeugaufprallsensoren 96 und/oder Daten, die aus solchen Daten berechnet werden, beinhalten. Die vorstehenden Beispiele sind nicht als einschränkend gedacht. Andere Arten von Datensammlungsvorrichtungen können verwendet werden, um der ECU 90 Daten bereitzustellen. Die Daten können auch berechnete Daten beinhalten, die in der ECU 90 aus gesammelten Daten und aus anderen berechneten Daten berechnet werden.
-
Die ECU 90 kann programmiert sein, um zu erkennen, ob Sitze 14 belegt sind und ob Sicherheitsgurte zugeschnallt und aufgeschnallt sind und um ein Warnsignal einzuleiten, wenn die Insassen nicht richtig angeschnallt sind. Nachfolgend wird beschrieben, wie das oben beschriebene System funktioniert.
-
Wenn der Sicherheitsgurt 26 richtig über dem Insassen 28 zugeschnallt ist, erfasst und misst der Erfassungsleiter 54 die Kapazität, die mit einem leitfähigen Körper, z. B. dem Insassen 28, an dem der Erfassungsleiter 54 anliegt, in Verbindung steht. Die aktive Abschirmung 56 schützt den Erfassungsleiter 54 davor, durch leitfähiges Material auf einer Seite des Sicherheitsgurts gegenüber dem Erfassungsleiter 54 beeinträchtigt zu werden. Dies hilft dabei zu verhindern, dass der Insasse 28 das System 10 austrickst, indem er sich auf einen zugeschnallten Sicherheitsgurt setzt. Die aktive Abschirmung 56 wird im Wesentlichen auf dem gleichen elektrischen Potential wie der Erfassungsleiter 54 gehalten und durch den Verstärker 64 isoliert. Die Kapazität des Insassen beeinträchtigt eine Frequenz eines Signals vom Timer der Schaltung 60. Eine beispielhafte Ausgangsfrequenz der Schaltung 60 ist 150 kHz, wenn der Sicherheitsgurt 26 über dem Insassen 28 auf dem Sitz 14 liegt.
-
Wenn der Sicherheitsgurt 26 entweder nicht zugeschnallt oder nicht richtig zugeschnallt ist, z. B. wenn sich der Sicherheitsgurt 26 unter dem Insassen statt über dem Insassen befindet oder der Sicherheitsgurt 26 verdreht ist, liegt der Erfassungssensor 54 nicht am Insassen an. Der Erfassungsleiter 54 kann an der Sitzfläche 18 anliegen. Wenn der Erfassungsleiter 54 an der Sitzfläche 18 anliegt, blockiert das Erdungselement 72 den Erfassungsleiter 54, so dass er nicht unbeabsichtigt Kapazität in nahegelegenen leitfähigen Objekten erfasst. Wenn der Sicherheitsgurt 26 unter dem Insassen 28 platziert ist, kann eine beispielhaft resultierende Ausgangsfrequenz der Schaltung 60 300 kHz sein.
-
Die Differenz in der Frequenz kann der Wirkung der Kapazität des Körpers des Insassen zugeschrieben werden. Das Ausgangssignal kann zuerst konditioniert werden, um das Signal in eine Gleichstromspannung umzuwandeln, die proportional zu der Frequenz des Ausgangssignals ist, und diese dann zur ECU 90 weiterzuleiten. Zum Beispiel kann ein Signal mit 7 Volt durch eine Frequenz mit 300 kHz generiert werden, wodurch eine falsche Sicherheitsgurtnutzung angegeben wird, und kann ein Signal mit 3,5 Volt durch eine Frequenz mit 150 kHz generiert werden, wodurch eine richtige Sicherheitsgurtnutzung angegeben wird.
-
Wenn von der ECU bestimmt wird, dass sich ein Insasse auf dem Sitz 14 befindet, dass der Sicherheitsgurt 26 zugeschnallt ist und dass der Sicherheitsgurt richtig über dem Insassen 28 positioniert ist, kann eine Logik in Form eines Computerprogramms innerhalb der ECU 90 das Warnsignal einleiten und eine Einleitung der Fahrzeugbewegung verhindern.
-
Wenn von der ECU bestimmt wird, dass sich ein Insasse auf dem Sitz 14 befindet und dass der Sicherheitsgurt 26 nicht richtig zugeschnallt ist, kann eine Logik in Form eines Computerprogramms innerhalb der ECU 90 das Warnsignal entweder beenden oder die Einleitung des Warnsignals verhindern und kann eine Einleitung der Fahrzeugbewegung ermöglichen.
-
Ein beispielhaftes System und Verfahren für ein robustes Erfassen der Sicherheitsgurtnutzung durch Fahrzeuginsassen wurden offenbart.
-
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „im Wesentlichen“, dass eine Form, eine Struktur, ein Maß, eine Menge, eine Zeit usw. von einer genauen beschriebenen Geometrie, einer genau beschriebenen Entfernung, einem genau beschriebenen Maß, einer genau beschriebenen Menge, einer genau beschriebenen Zeit usw. durch Mängel hinsichtlich der Materialien, Bearbeitung, Herstellung, Datenübertragung, Berechnungszeit usw. abweichen kann.
-
Dementsprechend versteht es sich, dass die obige Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten ist. Nach dem Lesen der Beschreibung oben wären für den Fachmann viele der von den bereitgestellten Beispielen abweichenden Ausführungsformen und Anwendungen offensichtlich. Der Umfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung festgelegt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche unter Hinzunahme des vollständigen Umfangs an Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigen. Es wird vorhergesehen und ist beabsichtigt, dass künftige Entwicklungen in dem hier erörterten Fachgebiet erfolgen und die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige künftige Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt versteht es sich, dass die Erfindung modifiziert und variiert werden kann und ausschließlich durch die folgenden Ansprüche begrenzt ist.
-
Allen in den Ansprüchen verwendeten Begriffen sollen deren einfache und allgemeine Bedeutung zugeordnet werden, wie sie dem Fachmann bekannt sind, sofern hier kein ausdrücklicher Hinweis auf das Gegenteil erfolgt. Insbesondere ist die Verwendung der Singularartikel, wie etwa „ein“, „eine“, „der“, „die“, „das“ usw. dahingehend auszulegen, dass ein oder mehrere der aufgeführten Elemente genannt werden, sofern ein Anspruch nicht eine ausdrückliche gegenteilige Einschränkung enthält.
