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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug und ein Steuerverfahren für das Sicherheitsgurtsystem.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Die japanische Patentanmeldung
JP 2011 -
126 332 A beschreibt eine Technik, die es ermöglicht, bei einer kleineren Kollision in einer Anfangsphase mehrerer Kollisionen einen Sicherheitsgurt aufzuwickeln, indem, wenn bestimmt wird, dass eine durch ein Aufprallsignal dargestellte Beschleunigung kleiner als ein vorgegebener Wert ist, ein Motor vorwärts bewegt wird, um den Sicherheitsgurt aufzuwickeln.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die in der
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126 332 A beschriebene Technik wickelt den Sicherheitsgurt bei einer Kollision sofort auf. Allerdings wirkt auch bei einer kleineren Kollision eine Kollisionsbeschleunigung auf einen Insassen, um den Insassen zu verschieben, so dass die Spannung des Sicherheitsgurtes zunimmt. Aus diesem Grund muss, wie bei der in der
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126 332 A beschriebenen Technik, um unmittelbar nach einer Kollision einen Sicherheitsgurt aufzuwickeln, vom Motor ein hohes Drehmoment erzeugt werden, so dass die Größe des Motors zunimmt oder der durch den Motor fließende Strom steigt. Aus der
JP 2015 096 400 A ist ein Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug bekannt, bei dem eine elektronische Steuereinheit nach einer ersten Straffung eines Sicherheitsgurtes bei einem Aufprall nach Ablauf einer Zeitspanne eine zweite Straffung durchführt, so dass die Vorwärtsbewegung des Insassen unter dem Einfluss der Beschleunigung und des Kraftbegrenzers im Gurtaufroller vorher abklingen kann.
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Die Erfindung begrenzt ein von einem Motor gefordertes Drehmoment, wenn ein Sicherheitsgurt im Falle einer kleineren Kollision zur Vorbereitung auf mehrere Kollisionen von der Antriebskraft des Motors aufgewickelt wird.
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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug und ein Steuerverfahren für ein Sicherheitsgurtsystem. Das Sicherheitsgurtsystem beinhaltet eine Aufwickelvorrichtung, die konfiguriert ist, um einen Sicherheitsgurt unter Ausnutzung einer Antriebskraft eines Motors aufzuwickeln, und eine elektronische Steuereinheit, die konfiguriert ist, um, wenn eine von einer ersten und einer zweiten Bedingung erfüllt ist, den Motor zu veranlassen, den Sicherheitsgurt aufzuwickeln. Die erste Bedingung ist eine Bedingung, bei der, nach dem Auftreten einer Kollision, deren von einem Detektor, der konfiguriert ist, um eine einem Ausmaß der Kollision zugeordnete physikalische Größe zu erfassen, erfasste physikalische Größe kleiner als oder gleich einem ersten Schwellenwert ist, die physikalische Größe auf weniger als oder gleich einem zweiten Schwellenwert abnimmt, der kleiner als der erste Schwellenwert ist. Die zweite Bedingung ist eine Bedingung, bei der nach dem Auftreten der Kollision, deren physikalische Größe kleiner als oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, eine erste vorbestimmte Zeit vergeht, von der angenommen wird, dass sie einer Verringerung der physikalischen Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert entspricht.
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Bei der obigen Konfiguration wickelt die Aufwickelvorrichtung den Sicherheitsgurt unter Verwendung bzw. Ausnutzung der Antriebskraft des Motors auf. Bei mehreren Kollisionen gibt es eine gewisse Zeitdifferenz zwischen der ersten Kollision und der zweiten Kollision. Unter Verwendung dieser Zeitdifferenz veranlasst die elektronische Steuereinheit, wenn es zu einer Kollision kommt, deren physikalische Größe, die durch den Detektor erfasst wird, der konfiguriert ist, um die dem Ausmaß der Kollision zugeordnete physikalische Größe zu erfassen, kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, den Motor, den Sicherheitsgurt aufzuwickeln, nachdem die physikalische Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert abgenommen hat, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, oder die vorgegebenen Zeit verstrichen ist, von der angenommen wird, dass sie einer Verringerung der physikalischen Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert entspricht.
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Wenn die physikalische Größe, die dem Ausmaß der Kollision zugeordnet ist, kleiner als oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, wird auch die Spannung des Sicherheitsgurtes entsprechend reduziert, so dass der Motor in der Lage ist, den Sicherheitsgurt mit einem niedrigen Drehmoment aufzuwickeln. Wenn es zu einer ersten Kollision kommt, deren physikalische Größe, die dem Ausmaß der Kollision zugeordnet ist, kleiner als oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, und es dann zu einer zweiten Kollision kommt, wird eine Verschiebung eines Insassen vor dem Auftreten der zweiten Kollision umgekehrt bzw. zurückgesetzt. Daher wird bei der obigen Konfiguration, in Vorbereitung auf mehrere Kollisionen im Falle einer kleineren Kollision, ein erforderliches Drehmoment des Motors begrenzt, wenn der Sicherheitsgurt von der Antriebskraft des Motors aufgewickelt wird. Dadurch werden eine Vergrößerung des Motors oder ein großer Strom, der durch den Motor fließt, um ein hohes Drehmoment zu erzeugen, vermieden.
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Im Sicherheitsgurtsystem kann die Aufwickelvorrichtung einen Gurtstraffer beinhalten, der konfiguriert ist, um eine Spannung des Sicherheitsgurtes zu erhöhen, indem der Sicherheitsgurt aufgewickelt wird. Die elektronische Steuereinheit kann konfiguriert sein, um bei einer Kollision, deren physikalische Größe den ersten Schwellenwert überschreitet, den Gurtstraffer zu aktivieren.
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Bei der obigen Konfiguration wird bei einer Kollision, deren physikalische Größe, die dem Ausmaß der Kollision zugeordnet ist, den ersten Schwellenwert überschreitet, die Spannung des Sicherheitsgurtes durch Aktivieren des Gurtstraffers erhöht, so dass der Insasse bei einer Kollision, deren physikalische Größe den ersten Schwellenwert überschreitet, zuverlässig zurückgehalten wird.
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Im Sicherheitsgurtsystem kann die Aufwickelvorrichtung einen Kraftbegrenzer beinhalten, der konfiguriert ist, um die Spannung des vom Gurtstraffer aufgewickelten Sicherheitsgurtes auf weniger als oder gleich einem vorbestimmten Wert zu reduzieren. Die elektronische Steuereinheit kann konfiguriert sein, um, wenn eine von einer dritten Bedingung und einer vierte Bedingung erfüllt ist, zu bewirken, dass der Motor den Sicherheitsgurt aufwickelt. Die dritte Bedingung kann eine Bedingung sein, bei der nach dem Aktivieren des Gurtstraffers die physikalische Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert abnimmt. Die vierte Bedingung kann eine Bedingung sein, bei der nach dem Aktivieren des Gurtstraffers eine zweite vorbestimmte Zeit vergeht, von der angenommen wird, dass sie einer Verringerung der physikalischen Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert entspricht.
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Wenn die Aufwickelvorrichtung einen Kraftbegrenzer beinhaltet, wird die Spannung des vom Gurtstraffer aufgewickelten Sicherheitsgurtes durch den Kraftbegrenzer auf einen Wert reduziert, der kleiner oder gleich dem vorgegebenen Wert ist, so dass ein Durchhängen des Sicherheitsgurtes auftreten kann. Bei der obigen Konfiguration wird der Sicherheitsgurt nach dem Aktivieren des Gurtstraffers vom Motor aufgewickelt, wenn die physikalische Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert sinkt oder die vorbestimmte Zeit vergeht, von der angenommen wird, dass sie einer Verringerung der physikalischen Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert entspricht. Während somit ein erforderliches Drehmoment des Motors begrenzt wird, wird somit ein Durchhängen des Sicherheitsgurtes, was durch Aktivierung des Kraftbegrenzers auftritt, aufgewickelt.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungsverfahren für ein Sicherheitsgurtsystem. Das Sicherheitsgurtsystem beinhaltet eine Aufwickelvorrichtung, die konfiguriert ist, um einen Sicherheitsgurt unter Ausnutzung einer Antriebskraft eines Motors aufzuwickeln, und eine elektronische Steuereinheit. Das Steuerverfahren beinhaltet das Steuern des Motors durch die elektronische Steuereinheit, so dass der Sicherheitsgurt vom Motor aufgewickelt wird, wenn eine von einer ersten und einer zweiten Bedingung erfüllt ist. Die erste Bedingung ist eine Bedingung, bei der, nach dem Auftreten einer Kollision, deren von einem Detektor, der konfiguriert ist, um eine einem Ausmaß der Kollision zugeordnete physikalische Größe zu erfassen, erfasste physikalische Größe kleiner als oder gleich einem ersten Schwellenwert ist, die physikalische Größe auf weniger als oder gleich einem zweiten Schwellenwert abnimmt, der kleiner als der erste Schwellenwert ist. Die zweite Bedingung ist eine Bedingung, bei der nach dem Auftreten der Kollision, deren physikalische Größe kleiner als oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, eine erste vorbestimmte Zeit vergeht, von der angenommen wird, dass sie einer Verringerung der physikalischen Größe auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert entspricht.
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Mit der obigen Konfiguration wird ein erforderliches Drehmoment des Motors begrenzt, wenn der Sicherheitsgurt von der Antriebskraft des Motors bei einer kleineren Kollision zur Vorbereitung auf mehrere Kollisionen aufgewickelt wird. Dadurch werden eine Vergrößerung des Motors oder ein großer Strom, der durch den Motor fließt, um ein hohes Drehmoment zu erzeugen, vermieden.
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Mit den Aspekten der Erfindung wird ein erforderliches Drehmoment des Motors begrenzt, wenn der Sicherheitsgurt von der Antriebskraft des Motors im Falle einer kleineren Kollision zur Vorbereitung auf mehrere Kollisionen aufgewickelt wird.
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Figurenliste
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Die Merkmale und Vorteile sowie die technische und wirtschaftlich Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; hierbei zeigt:
- 1 ein schematisches Blockschaubild eines Fahrzeugsystems gemäß den Ausführungsformen;
- 2 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug;
- 3 eine schematische Konfigurationsdarstellung einer Gurtaufwickelvorrichtung;
- 4 ein Flussdiagramm, das einen Sicherheitsgurtsteuerungsprozess gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
- 5 ein Zeitschaubild, das Änderungen der Verzögerung bei einer Kollision anzeigt; und
- 6 ein Flussdiagramm, das einen Sicherheitsgurtsteuerungsprozess gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Ein in 1 dargestelltes Fahrzeugsystem 10 beinhaltet einen Bus 12. Eine Mehrzahl von Sensoreinheiten und eine Mehrzahl von elektronischen Steuereinheiten, die voneinander unterschiedliche Steuerungen ausführen, sind mit dem Bus 12 verbunden. 1 zeigt nur einen Teil des Fahrzeugsystems 10.
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Jede der elektronischen Steuereinheiten ist eine Steuereinheit mit einer CPU, einem Speicher und einer nichtflüchtigen Speichereinheit und wird im Folgenden als ECU bezeichnet. Die Mehrzahl der mit dem Bus 12 verbundenen Sensoreinheiten beinhaltet einen Bodensensor 14, Satellitensensoren 16, ein Radarsystem 18 und eine Kamera 42. Die Mehrzahl der mit dem Bus 12 verbundenen ECUs beinhaltet eine Airbag-ECU 20, eine Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 und eine Pre-Crash-Steuerungs-ECU 44. Im Folgenden wird Pre-Crash als PC abgekürzt.
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Wie in 2 dargestellt, ist der Bodensensor 14 zusammen mit dem Airbag-ECU 20, der Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 und der PC-Steuerungs-ECU 44 in einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeugs 38 angeordnet. Wie durch den Pfeil A in 2 dargestellt, erfasst der Bodensensor 14 die Beschleunigung (Verzögerung G) des Fahrzeugs 38 in Front-Heck-Richtung in der Fahrzeugkabine des Fahrzeugs 38. Wie in 2 dargestellt, sind die Satellitensensoren 16 jeweils auf der rechten und linken Seite in der Nähe des vorderen Endes des Fahrzeugs 38 angeordnet. Wie durch die Pfeile B, C in 2 dargestellt, erfassen die Satellitensensoren 16 jeweils die Beschleunigungen (Verzögerungen Gs) des Fahrzeugs 38 in Front-Heck-Richtung auf der rechten und linken Seite nahe dem vorderen Ende des Fahrzeugs 38.
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Das Radarsystem 18 beinhaltet eine Mehrzahl von Radargeräten mit unterschiedlichen Erfassungsbereichen. Das Radarsystem 18 erfasst ein Objekt, wie beispielsweise einen Fußgänger und ein anderes Fahrzeug, das sich in einem Erfassungsbereich (dargestellt durch Schraffierung in 2) vor dem Fahrzeug 38 befindet als Punktinformation, und erfasst die relative Position und relative Geschwindigkeit des Fahrzeugs 38 zum erfassten Objekt. Das Radarsystem 18 beinhaltet weiterhin einen Prozessor, der ein Erfassungsergebnis eines umgebenden Objekts verarbeitet. Der Prozessor schließt Lärm bzw. Störgeräusche oder Rauschen, straßenseitige Objekte, wie Leitplanken oder andere, von zu überwachenden Zielen aus und verfolgt bestimmte Objekte, wie Fußgänger und andere Fahrzeuge, als zu überwachende Ziele basierend auf Änderungen oder dergleichen in relativen Positionen oder relativen Geschwindigkeiten zu einzelnen Objekten, die in den mehreren letzten Erfassungsergebnissen enthalten sind. Das Radarsystem 18 gibt Informationen, wie z.B. die relativen Positionen oder relativen Geschwindigkeiten, an die einzelnen zu überwachenden Objekte aus.
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Das Radarsystem 18 fungiert in Zusammenarbeit mit der Kamera 42 und der PC-Steuerungs-ECU 44 als Kollisionsvorhersageeinheit. Die Kamera 42 nimmt ein Bild um das Fahrzeug 38 auf. Die PC-Steuerungs-ECU 44 erfasst die Positionen der einzelnen zu überwachenden Objekte aus dem von der Kamera 42 eingegebenen Bild basierend auf den vom Radarsystem 18 eingegebenen Informationen (z.B. die relativen Positionen der einzelnen zu überwachenden Objekten oder anderes). Die PC-Steuerungs-ECU 44 extrahiert die Merkmalswerte der einzelnen zu überwachenden Objekte und bestimmt anhand der extrahierten Merkmalswerte die Typen der zu überwachenden Objekte (Fußgänger, Fahrzeug oder anderes). Die PC-Steuerungs-ECU 44 verfolgt die zu überwachenden Objekte, die in einem vorbestimmten Bereich vorhanden sind, indem sie den obigen Prozess wiederholt und berechnet die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit dem Fahrzeug 38 für jedes zu überwachende Objekt einzeln. Wenn die PC-Steuerungs-ECU 44 ein zu überwachendes Objekt erkennt, dessen Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem Fahrzeug 38 größer als oder gleich einem vorbestimmten Wert ist (eine Kollision des Fahrzeugs 38 mit einem zu überwachenden Objekt vorhersagt), sendet die PC-Steuerungs-ECU 44 ein Kollisionsvorhersagesignal an bestimmte ECUs im Fahrzeugsystem 10, einschließlich der Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24.
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Die Vorhersage einer Kollision ist nicht auf die Verwendung aller Informationen beschränkt, die vom Radarsystem 18 und der Kamera 42 eingegeben werden. So kann beispielsweise eine Kollision basierend auf Informationen, die von einem von dem Radarsystem 18 und der Kamera 42 eingegeben werden, vorhergesagt werden. Eine Kollision kann durch zusätzliche Verwendung anderer Informationen, wie beispielsweise des Lenkwinkels eines Lenkrads des Fahrzeugs 38, vorhergesagt werden.
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Ein Airbag-Aktuator 22, der in Zusammenarbeit mit der Airbag-ECU 20 ein Airbagsystem bildet, ist mit der Airbag-ECU 20 verbunden. Im Folgenden wird der Aktuator als ACT abgekürzt. Die Airbag-ECU 20 bewirkt, dass der Airbag-ACT (Gasgenerator) 22 einen Airbag auslöst, wenn die vom Bodensensor 14 erfasste Verzögerung G einen Schwellenwert überschreitet.
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Die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 beinhaltet eine CPU 26, einen Speicher 28 und eine nichtflüchtige Speichereinheit 30. Ein Sicherheitsgurtsteuerprogramm 32 ist im Speicher 30 gespeichert. Die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 führt einen (später beschriebenen) Sicherheitsgurtsteuerungsprozess wie folgt aus. Das Sicherheitsgurtsteuerprogramm 32 wird aus dem Speicher 30 geladen und im Speicher 28 erweitert, und das im Speicher 28 erweiterte Sicherheitsgurtsteuerprogramm 32 wird von der CPU 26 ausgeführt.
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Ein Gurtstraffer-Gasgenerator 78 ist über eine Gurtstrafferstreiberschaltung 34 mit der Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 verbunden. Ein Motor 76 ist über eine Motortreiberschaltung 36 mit der Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 verbunden. Die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 steuert die Zündung des Gurtstraffer-Gasgenerators 78 über die Gurtstrafferstreiberschaltung 34 basierend auf Informationen, die vom Bodensensor 14 und den Satellitensensoren 16 eingegeben werden. Die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 steuert den Antrieb des Motors 76 über eine Motortreiberschaltung 36 basierend auf Informationen, die vom Bodensensor 14 und der PC-Steuerungs-ECU 44 eingegeben werden.
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In der ersten Ausführungsform ist der Bodensensor 14 ein Beispiel für einen Detektor und die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24, die Gurtstrafferstreiberschaltung 34 und die Motortreiberschaltung 36 sind ein Beispiel für eine elektronische Steuereinheit.
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Wie in 3 dargestellt, beinhaltet eine Gurtaufwickelvorrichtung 50 eine Spule 52, die einen Sicherheitsgurt 66 aufwickelt. Die Spule 52 ist in der Mitte hohl. Im Hohlabschnitt ist ein Torsionsstab 54 vorgesehen. Der Torsionsstab 54 ist über ein Kupplungselement 56 an einer Position, die von der Mitte der Spule 52 in axialer Richtung in Richtung eines Federmechanismus 80 (später beschrieben) verschoben ist, mit der Spule 52 gekoppelt und fungiert als Drehachse der Spule 52. Der Torsionsstab 54 hat auf beiden Seiten des Kupplungselements 56 unterschiedliche Durchmesser. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vorspann- bzw. Gurtstraffereinheit-Seite des Torsionsstabes 54 im Durchmesser größer als eine Federmechanismus-Seite des Torsionsstabes 54.
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Der Torsionsstab 54 kann eine solche Struktur aufweisen, dass die Federmechanismus-Seite und die Gurtstraffereinheit-Seite miteinander integriert sein können oder kann eine solche Struktur aufweisen, dass der Torsionsstab 54 in die Federmechanismus-Seite und die Gurtstraffereinheit-Seite unterteilt ist und die Federmechanismus-Seite und die Gurtstraffereinheit-Seite über das Kupplungselement 56 gekoppelt sind.
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Die Gurtstraffereinheit 58 ist an einem Ende des Torsionsstabes 54 vorgesehen. Der Federmechanismus 80 ist am anderen Ende des Torsionsstabes 54 vorgesehen. Der Federmechanismus 80 drückt die Spule 52 in eine Richtung, um den Sicherheitsgurt 66 aufzuwickeln. Die Gurtstraffereinheit 58 beinhaltet einen Gurtverriegelungsmechanismus 62 und einen Gurtstraffermechanismus 64. Der Gurtverriegelungsmechanismus 62 verriegelt die Drehung der Spule 52, wenn eine vorbestimmte Last auf den Gurtverriegelungsmechanismus 62 aufgebracht wird. Verschiedene bekannte Konfigurationen sind als Gurtverriegelungsmechanismus 62 anwendbar, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
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Der Gurtstraffermechanismus 64 beinhaltet den Gurtstraffer-Gasgenerator 78, eine Kolbenstange 68 und ein Ritzel 70. Die Gurtstraffereinheit 58 ist konfiguriert, um den Sicherheitsgurt 66 wie folgt um einen vorbestimmten Betrag aufzuwickeln. Wenn der Gurtstraffer-Gasgenerator 78 gezündet wird, um Gas zu erzeugen, wird ein Kolben 68A der Kolbenstange 68 herausgedrückt, und die Spule 52 wird durch ein Zahnstangengetriebe der Kolbenstange 68 und des Ritzels 70 gedreht.
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Wenn der Sicherheitsgurt 66 durch Aktivierung des Gurtstraffermechanismus 64 der Gurtstraffereinheit 58 aufgewickelt wird, sperrt der Gurtverriegelungsmechanismus 62 andererseits, wenn der Sicherheitsgurt 66 durch die Trägheitsbewegung eines Insassen herausgezogen wird. Danach wird, wenn eine Spannung, die die vorgegebene Last übersteigt, auf den Sicherheitsgurt 66 wirkt, der Torsionsstab 54 verdreht, die Spule 52, die über das Kupplungselement 56 mit dem Torsionsstab 54 gekoppelt ist, dreht sich und der Sicherheitsgurt 66 wird herausgezogen. Auf diese Weise fungiert der Torsionsstab 54 als Kraftbegrenzer, der die Spannung des Sicherheitsgurtes 66 mäßigt.
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Zwischen der Spule 52 und dem Federmechanismus 80 ist ein Stirnrad 82 vorgesehen. Das Stirnrad 82 ist am Torsionsstab 54 befestigt. Das Stirnrad 82 kämmt mit einem Stirnrad 84. Ein Stirnrad 86 ist koaxial zum Stirnrad 84 angeordnet. Das Stirnrad 86 ist mit dem Stirnrad 84 integriert. Ein Stirnrad 88 kämmt mit dem Stirnrad 86. Das Stirnrad 88 ist an der Antriebswelle des Motors 76 befestigt. Wenn also die Antriebswelle des Motors 76 in eine vorbestimmte Richtung oder in eine Richtung entgegen der vorbestimmten Richtung gedreht wird, wird die Spule 52 über die Stirnräder 88, 86, 84, 82 und den Torsionsstab 54 in eine Richtung gedreht, um den Sicherheitsgurt 66 aufzuwickeln, oder in eine Richtung, um den Sicherheitsgurt 66 herauszuziehen.
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Als nächstes wird der Sicherheitsgurtsteuerungsprozess, den die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 wiederholt ausführt, während ein Zündschalter des Fahrzeugs 38 eingeschaltet ist, als die Funktion der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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In Schritt 100 des Sicherheitsgurtsteuerungsprozesses bestimmt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24, ob das Fahrzeug 38 mit einem Objekt kollidieren wird, basierend darauf, ob ein Kollisionsvorhersagesignal von der PC-Steuerungs-ECU 44 empfangen wurde. Wenn das Kollisionsvorhersagesignal von der PC-Steuerungs-ECU 44 empfangen wurde, ist die Bestimmung von Schritt 100 positiv, und der Prozess fährt mit Schritt 118 fort. In Schritt 118 treibt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 den Motor 76 in die Richtung an, um den Sicherheitsgurt 66 aufzuwickeln, und beendet dann den Sicherheitsgurtsteuerungsprozess.
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In dem Stadium, in dem das Fahrzeug 38 voraussichtlich mit einem Objekt kollidieren wird, ist das Fahrzeug 38 noch nicht mit dem Objekt kollidiert, so dass die Spannung des Sicherheitsgurtes 66 gering ist. Daher ist der Motor 76 in der Lage, den Sicherheitsgurt 66 mit einem niedrigen Drehmoment aufzuwickeln, und ein Insasse kann durch Anlegen des Sicherheitsgurtes 66 vorbereitend zurückgehalten werden.
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Wenn die Bestimmung von Schritt 100 negativ ist, fährt der Prozess mit Schritt 102 fort. In Schritt 102 erfasst die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 ein Kollisionserfassungsergebnis, das die vom Bodensensor 14 erfasste Verzögerung G und die von den Satellitensensoren 16 erfassten Verzögerungen Gs enthält. In Schritt 104 bestimmt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 basierend auf dem in Schritt 102 erfassten Kollisionserfassungsergebnis, ob eine Kollision des Fahrzeugs 38 mit dem Objekt erkannt wurde.
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Die Bestimmung von Schritt 104 kann wie folgt durchgeführt werden. So wird beispielsweise bestimmt, ob zumindest von der Verzögerung G und der Verzögerungen Gs einen vorgegebenen Wert überschreitet (z.B. einen zweiten Schwellenwert Gth2 (später beschrieben) oder einen Wert, der kleiner ist als der zweite Schwellenwert Gth2), und wenn die Bestimmung positiv ist, kann bestimmt werden, dass die Kollision erkannt wurde. Die Kollisionsbestimmung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Verschiedene bekannte Techniken sind anwendbar. So kann beispielsweise ein Drucksensor in einem Stoßfänger des Fahrzeugs 38 vorgesehen werden, und die Kollisionserfassung kann unter Berücksichtigung der Tatsache bestimmt werden, ob ein Druck auf den Stoßfänger ausgeübt wird. Wenn die Bestimmung von Schritt 104 negativ ist, wird der Sicherheitsgurtsteuerungsprozess beendet.
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Wenn die Bestimmung von Schritt 104 positiv ist, fährt das Verfahren mit Schritt 106 fort. In Schritt 106 bestimmt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24, ob die in Schritt 102 ermittelt Verzögerung G einen voreingestellten ersten Schwellenwert Gth1 überschreitet.
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Wenn die Bestimmung von Schritt 106 negativ ist, kann bestimmt werden, dass es sich bei der aktuellen Kollision um eine kleinere Kollision handelt, die keine Aktivierung der Gurtstraffereinheit 58 erfordert, beispielsweise wenn das Fahrzeug 38 schräg mit einer Leitplanke kollidiert. Bereits bei einer kleinen Kollision wirkt eine Kollisionsbeschleunigung auf den Insassen, so dass der Insasse auf eine Seite eines Entfaltungsbereichs des Airbags verschoben werden kann. Unter der Annahme, dass die aktuelle Kollision die erste Kollision mehrerer Kollisionen ist, beispielsweise wenn das Fahrzeug 38 schräg mit einer Leitplanke und dann mit einem anderen Fahrzeug auf einer Fahrspur auf der anderen Seite kollidiert, ist die Verschiebung des Insassen auf eine Seite des Entfaltungsbereichs des Airbags zum Zeitpunkt des Auftretens der zweiten Kollision aus Sicht des Insassenschutzes nicht wünschenswert. Unmittelbar nach der Erkennung einer Kollision wird jedoch die Spannung des Sicherheitsgurtes 66 erhöht, da bereits bei einer kleineren Kollision eine Kollisionsbeschleunigung auf den Insassen wirkt. Um den Sicherheitsgurt 66 in dieser Phase aufzuwickeln, muss der Motor 76 ein hohes Drehmoment erzeugen.
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Wenn die Bestimmung von Schritt 106 negativ ist, fährt der Prozess mit Schritt 110 fort. In Schritt 110 ermittelt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 die Verzögerung G, die vom Bodensensor 14 erfasst wird. In Schritt 112 bestimmt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24, ob die in Schritt 110 erfasste Verzögerung G kleiner als oder gleich dem voreingestellten zweiten Schwellenwert Gth2 ist. Der zweite Schwellenwert Gth2 ist kleiner als der erste Schwellenwert Gth1. Wenn die Bestimmung von Schritt 112 negativ ist, kehrt der Prozess zu Schritt 110 zurück, Schritt 110 und Schritt 112 werden wiederholt, bis die Bestimmung von Schritt 112 positiv ist.
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5 zeigt ein Beispiel für Änderungen der Verzögerung G bei einer kleineren Kollision. Wie in 5 dargestellt, nimmt die Verzögerung G mit der Zeit ab und wird kleiner als oder gleich dem zweiten Schwellenwert Gth2. Somit ist die Bestimmung von Schritt 112 positiv, und der Prozess geht weiter zu Schritt 118. In Schritt 118 treibt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 den Motor 76 in die Richtung an, um den Sicherheitsgurt 66 aufzuwickeln (siehe auch (1) GURTEINZUG MIT MOTOR in 5). In diesem Stadium hat sich die Spannung des Sicherheitsgurtes 66 verringert, und der Motor 76 ist in der Lage, den Sicherheitsgurt 66 mit einem niedrigen Drehmoment aufzuwickeln. Daher werden eine Vergrößerung des Motors 76 oder ein großer Strom, der durch den Motor 76 fließt, um ein hohes Drehmoment zu erzeugen, vermieden.
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Wenn der Sicherheitsgurt 66 aufgewickelt wird, wird auch wenn der Insasse auf eine Seite des Entfaltungsbereichs des Airbags verschoben wird, die einseitige Verschiebung des Insassen umgekehrt. Selbst wenn die aktuelle Kollision die erste Kollision von mehreren Kollisionen ist, kann der Insasse daher zum Zeitpunkt des Auftretens der zweiten Kollision angemessen geschützt werden.
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Wenn die Bestimmung von Schritt 106 positiv ist, wird bestimmt, dass die aktuelle Kollision eine schwere Kollision ist, die eine Aktivierung der Gurtstraffereinheit 58 erfordert, so dass der Prozess mit Schritt 108 fortgeführt wird. In Schritt 108 gibt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24 ein Gurtstraffer-Gasgenerator-Zündsignal an die Gurtstraffertreiberschaltung 34 aus. Somit zündet die Gurtstraffertreiberschaltung 34 den Gurtstraffer-Gasgenerator 78, und dementsprechend wird die Spule 52 von der Gurtstraffereinheit 58 gedreht und der Sicherheitsgurt 66 wird aufgewickelt, so dass der Insasse zurückgehalten wird (siehe auch AKTIVIERUNG VON GURTSTRAFFER UND KRAFTBEGRENZER in 5).
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Wenn es zu einer schweren Kollision kommt und der Gurtstraffermechanismus 64 der Gurtstraffereinheit 58 aktiviert wird, aktiviert der Airbag-ECU 20 den Airbag-ACT 22, und der Airbag wird durch den Airbag-ACT 22 ausgelöst.
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Wenn die Bestimmung von Schritt 108 durchgeführt wird, fährt der Prozess mit Schritt 110 fort, und, wie vorstehend beschrieben, die Erfassung der Verzögerung G (Schritt 110) und die Bestimmung, ob die Verzögerung G kleiner als oder gleich dem zweiten Schwellenwert Gth2 (Schritt 112) ist, werden wiederholt. Wenn die Verzögerung G mit der Zeit auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert Gth2 sinkt, ist die Bestimmung von Schritt 112 positiv, und der Prozess fährt mit Schritt 118 fort, und dann wird der Motor 76 in die Richtung angetrieben, um den Sicherheitsgurt 66 aufzuwickeln (siehe auch (2) GURTEINZUG MIT MOTOR in 5).
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Wenn der Gurtstraffermechanismus 64 der Gurtstraffereinheit 58 aktiviert ist, kann ein Durchhängen des Sicherheitsgurtes 66 auftreten, wenn die Spannung des Sicherheitsgurtes 66 danach durch den Kraftbegrenzer (Torsionsstab 54) auf weniger als oder gleich einem vorgegebenen Wert reduziert wird. Dieser Durchhang kann jedoch aufgewickelt werden. Da der Sicherheitsgurt 66 aufgewickelt wird, nachdem die Verzögerung G kleiner als oder gleich dem zweiten Schwellenwert Gth2 wird, kann der Motor 76 den Sicherheitsgurt 66 mit einem niedrigen Drehmoment aufwickeln. Daher werden eine Vergrößerung des Motors 76 oder ein großer Strom, der durch den Motor 76 fließt, um ein hohes Drehmoment zu erzeugen, vermieden.
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Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungsform hat die gleiche Konfiguration wie die erste Ausführungsform, so dass gleiche Bezugszeichen die Abschnitte bezeichnen und auf eine Beschreibung der Konfiguration verzichtet wird.
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Wie in 6 dargestellt, fährt ein Sicherheitsgurtsteuerungsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform mit Schritt 114 fort, wenn die Bestimmung von Schritt 106 negativ ist. In Schritt 114 bestimmt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24, ob eine vorbestimmte Zeit t1 seit dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem die Kollision erkannt wurde (ab dem Zeitpunkt, zu dem die Bestimmung von Schritt 104 positiv ist), Schritt 114 wird wiederholt, bis die Bestimmung positiv ist. Wie in 5 dargestellt, wird beispielsweise für die vorbestimmte Zeit t1 eine Zeit eingestellt, die einer Zeit entspricht, die vom Auftreten einer kleinen Kollision bis zur Verringerung der Verzögerung G auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert Gth2 benötigt wird.
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Wenn die vorbestimmte Zeit t1 verstrichen ist, ist die Bestimmung von Schritt 114 positiv, und der Prozess fährt mit Schritt 118 fort. In Schritt 118 wird der Motor 76 in die Richtung angetrieben, um den Sicherheitsgurt 66 aufzuwickeln. In dieser Phase hat sich die Spannung des Sicherheitsgurtes 66 verringert, und der Motor 76 ist in der Lage, den Sicherheitsgurt 66 mit einem niedrigen Drehmoment aufzuwickeln. Daher werden eine Vergrößerung des Motors 76 oder ein großer Strom, der durch den Motor 76 fließt, um ein hohes Drehmoment zu erzeugen, vermieden. Selbst wenn der Insasse auf eine Seite des Entfaltungsbereichs des Airbags verschoben wird, wird die Verschiebung des Insassen umgekehrt. Selbst wenn die aktuelle Kollision die erste Kollision von mehreren Kollisionen ist, kann der Insasse daher zum Zeitpunkt des Auftretens der zweiten Kollision angemessen geschützt werden.
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Wenn die Bestimmung von Schritt 106 positiv ist, wird der Gurtstraffermechanismus 64 der Gurtstraffereinheit 58 in Schritt 108 aktiviert, und dann fährt der Prozess mit Schritt 116 fort. In Schritt 116 bestimmt die Sicherheitsgurtsteuerungs-ECU 24, ob eine vorbestimmte Zeit t2 seit dem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem die Kollision erkannt wurde (ab dem Zeitpunkt, zu dem die Bestimmung von Schritt 104 positiv ist), Schritt 116 wird wiederholt, bis die Bestimmung positiv ist. Wie in 5 dargestellt, wird beispielsweise für die vorbestimmte Zeit t2 eine Zeit eingestellt, die einer Zeit entspricht, die vom Auftreten einer schweren Kollision bis zum Absinken der Verzögerung G auf weniger als oder gleich dem zweiten Schwellenwert Gth2 benötigt wird.
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Wenn die vorbestimmte Zeit t2 verstrichen ist, ist die Bestimmung von Schritt 116 positiv, und der Prozess fährt mit Schritt 118 fort. In Schritt 118 wird der Motor 76 in die Richtung angetrieben, um den Sicherheitsgurt 66 aufzuwickeln. Somit wird nach dem Aktivieren des Gurtstraffermechanismus 64 der Gurtstraffereinheit 58 die Spannung des Sicherheitsgurtes 66 durch den Kraftbegrenzer (Torsionsstab 54) auf weniger als oder gleich einem vorgegebenen Wert reduziert, so dass ein Durchhängen des Sicherheitsgurtes 66 aufgewickelt wird. Da der Sicherheitsgurt 66 aufgewickelt wird, nachdem die Verzögerung G kleiner als oder gleich dem zweiten Schwellenwert Gth2 wird, kann der Motor 76 den Sicherheitsgurt 66 mit einem niedrigen Drehmoment aufwickeln. Daher werden eine Vergrößerung des Motors 76 oder ein großer Strom, der durch den Motor 76 fließt, um ein hohes Drehmoment zu erzeugen, vermieden.
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Es wird ein Modus beschrieben, bei dem der Bodensensor 14 die Verzögerung G als Beispiel für eine physikalische Größe erkennt, die dem Ausmaß der Kollision zugeordnet ist; die physikalische Größe ist jedoch nicht auf die Verzögerung G beschränkt. So können beispielsweise ein integraler Wert der Verzögerung G oder ein Differenzwert der Verzögerung G, eine relative Geschwindigkeit (Kollisionsgeschwindigkeit V) des Fahrzeugs 38 mit einem Objekt, das vom Radarsystem 18 erfasst wird, die Größe eines Kollisionsobjekts, das aus einem von der Kamera 42 erfassten Bild oder dergleichen erfasst werden kann, und anderes einzeln verwendet werden, oder zumindest eine dieser Informationen kann in Kombination mit der Verzögerung G verwendet werden.
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Die in der zweiten Ausführungsform beschriebene vorbestimmte Zeit t1 und die vorbestimmte Zeit t2 können jeweils eine konstante Zeit sein; die vorbestimmte Zeit t1 und die vorbestimmte Zeit t2 sind jedoch nicht darauf beschränkt. Alternativ kann beispielsweise eine Zeit geändert werden, um sich mit einer Zunahme der Verzögerung G zu verlängern.
