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Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Sicherheitsgurtsystem in einem Fahrzeug, wobei das Sicherheitsgurtsystem einen ausziehbaren Sicherheitsgurt umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Sicherheitsgurtsystem.
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Sicherheitsgurtsysteme für Fahrzeuge sind grundsätzlich bekannt. Diese haben die Funktion, einen mit dem Sicherheitsgurt angegurteten Fahrzeuginsassen bei großen auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Kräften, beispielsweise bei einer Vollbremsung oder einem Crash, im Sitz zurückzuhalten und auf diese Weise die Sicherheit zu erhöhen. Um den Fahrzeuginsassen in einer Rückhaltesituation wie einem Crash besser zurückhalten zu können, können Sicherheitsgurte aus dem Stand der Technik pyrotechnische Gurtstraffer umfassen. Nach der Aktivierung des pyrotechnischen Gurtstraffers wird das Gurtband eingezogen. Nach dem Ende der pyrotechnischen Gurtstraffphase kann ein erneuter Gurtbandauszug auftreten, bevor ein Kraftbegrenzungsniveau eines Gurtkraftbegrenzers des Sicherheitsgurts erreicht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dem Rückhaltung eines Fahrzeuginsassen in einer Rückhaltesituation, insbesondere nach einer Aktivierung eines pyrotechnischen Gurtstraffers verbessert werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Sicherheitsgurtsystem bereitzustellen, das dazu ausgebildet ist, ein solches Verfahren auszuführen, um eine verbesserte Schutzwirkung zu gewährleisten.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren für ein Sicherheitsgurtsystem in einem Fahrzeug vorgesehen, wobei das eine Steuereinheit und zumindest einen ausziehbaren Sicherheitsgurt mit einem Gurtband, einem Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer, einem steuerbaren Sperrelement und einer Gurtbandauszugmesseinrichtung umfasst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- a) Aktivieren des Gurtstraffers,
- b) Ermitteln eines Endes einer durch die Aktivierung des Gurtstraffers hervorgerufenen Gurtstraffphase,
- c) Aktivieren des steuerbaren Sperrelements, falls das Ende der Gurtstraffphase festgestellt wird.
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In einer Rückhaltsituation, die beispielsweise durch einen Unfall oder Crash hervorgerufen werden kann, wird durch die Steuereinheit der Gurtstraffer aktiviert, sofern mittels der Messwerte der Sensoren für die Detektion einer Rückhaltesituation, dies durch die Steuereinheit als erforderlich ermittelt wird.
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Durch die Aktivierung des Gurtstraffers wird eine Gurtspule des Gurtaufrollers des Sicherheitsgurts so in Rotation versetzt, dass das Gurtband eingezogen und auf die Gurtspule aufgewickelt wird.
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Während des Einzug wird mittels der Gurtbandmesseinrichtung die Gurtbandgeschwindigkeit des Gurtbands des Sicherheitsgurts ermittelt.
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Alternativ kann durch die Gurtbandmesseinrichtung eine Gurtbandauszugslänge gemessen werden, über die durch die Steuereinheit eine Gurtbandgeschwindigkeit ermittelt wird.
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Über die Gurtbandgeschwindigkeit kann das Ende einer durch die Aktivierung des Gurtstraffers hervorgerufenen Gurtstraffphase ermittelt werden. Zum Ende der Gurtstraffphase und somit dem Ende des durch den Gurtstraffer hervorgerufenen Gurtbandeinzugs verringert sich die Gurtbandgeschwindigkeit. Am Ende der Gurtstraffphase liegt kein Gurtbandeinzug und kein Gurtbandauszug vor, das heißt die Gurtbandgeschwindigkeit ist gleich Null.
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Um einen erneuten Gurtbandauszug vor dem Erreichen eines Kraftbegrenzungsniveaus des Gurtkraftbegrenzers zu verhindern beziehungsweise zu reduzieren, wird nachdem anhand der Gurtbandgeschwindigkeit das Ende Gurtstraffphase durch die Steuereinheit festgestellt wird, durch die Steuereinheit ein steuerbares Sperrelement aktiviert. Durch die Aktivierung des steuerbaren Sperrelements wird ein erneuter Gurtbandauszugs verhindert, beispielsweise indem durch das steuerbare Sperrelement eine Rotation der Gurtspule verhindert wird.
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Das steuerbare Sperrelement kann als eine aktiv steuerbare Sperrklinke ausgebildet sein, die mit der Gurtspule in Wirkverbindung steht. Bei einer Aktivierung der aktiv steuerbare Sperrklinke greift dieses in eine Sperrverzahnung des Gurtaufrollers ein, wodurch die Gurtspule blockiert und ein Gurtbandauszug verhindert wird.
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Bei dem Gurtstraffer handelt es sich insbesondere um einen pyrotechnischen Gurtstraffer, der durch die Steuereinheit aktiviert werden kann.
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Der Gurtbandauszug wird durch die Gurtbandauszugmesseinrichtung vorzugsweise in einem relativen Messverfahren gemessen. Relativ bedeutet hierbei, dass jeweils nur die Länge und vorzugsweise die Geschwindigkeit des Gurtbandauszugs während einer Gurtbandbewegung gemessen beziehungsweise ermittelt wird, jedoch beispielsweise nicht bekannt ist, wie weit das Gurtband bezogen auf eine Ablageposition, in der Sicherheitsgurt nicht in Benutzung ist, genau ausgezogen ist. Eine relative Messung des Gurtbandauszugs ist ausreichend, da hierüber die Gurtbandgeschwindigkeit ausreichend genau bestimmt werden kann. Der Sensor und/oder eine Messskala der Gurtbandmesseinrichtung sind vorzugsweise auf dem Gurtband oder in dem Gurtaufroller auf der Achse angebracht bzw. angeordnet.
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Alternativ kann der Gurtbandauszug durch die Gurtbandauszugmesseinrichtung selbstverständlich auch absolut oder quasi absolut gemessen werden. Absolut bedeutet hierbei, dass durch die Gurtbandauszugmesseinrichtung an die Steuereinheit ein absoluter Wert des Gurtbandauszugs weitergegeben wird, das heißt, dass jeder Gurtbandauszugslänge in einer zugehörigen Messskala ein bestimmter Wert zugeordnet ist.
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Bei der quasi absoluten Messung wird jede Umdrehung der Gurtspule bzw. jeder Gurtbandabschnitt, der ausgezogen wird, wird erfasst, wodurch immer genau bekannt ist, wie weit das Gurtband ausgezogen ist. Bei der quasi absoluten Messung ist die Gurtbandauszugmesseinrichtung immer aktiv, das heißt, sie „schläft nicht“ bzw. hat keinen Stand-By Modus, in dem nicht gemessen wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Gurtband ausgezogen oder aufgewickelt werden kann, ohne dass dies vom Sicherheitsgurtsystem erfasst wird.
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Somit ist der tatsächliche Gurtbandauszug sowohl bei der absoluten als auch bei der quasi absoluten Messung jederzeit bekannt und/oder ist zuverlässig ermittelbar. Dies ist von Vorteil, sofern über den ermittelten Gurtbandauszug durch die Steuereinheit in weiteren Verfahren weitere Bedingungen überprüft werden sollen, beispielsweise ob ein Fahrzeuginsassen ordnungsgemäß angeschnallt ist (sogenannte Misuse-Detection) und/oder ob sich der Fahrzeuginsasse in einer nicht ordnungsgemäßen Sitzposition auf dem Fahrzeugsitz befindet (sogenannte Out-of- Position-Detection).
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Die Steuereinheit des Sicherheitsgurtsystems kann als eine separate Steuereinheit zu einer Fahrzeugsteuereinheit des Fahrzeugs ausgebildet sein oder alternativ in die Fahrzeugsteuereinheit, insbesondere den Bordcomputer des Fahrzeugs, integriert sein. Sofern die Steuereinheit separat von der Fahrzeugsteuereinheit ausgebildet ist, ist die Steuereinheit vorzugsweise so ausgebildet, dass sie mit dieser kommunizieren und Daten austauschen kann.
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Die Steuereinheit ist zumindest mit der Gurtbandauszugmesseinrichtung, dem Gurtstraffer und dem steuerbaren Sperrelement des Sicherheitsgurtsystems signalübertragend verbunden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit zudem mit weiteren Sensorelementen des Sicherheitsgurtsystems, wie beispielsweise dem Verschlusssensor des Verschlusses und/oder dem Drucksensor im Fahrzeugsitz, und/oder Ausgabeeinrichtungen und/oder weiteren Sensoren des Fahrzeugs verbunden.
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Der Gurtstraffer wird durch die Steuereinheit in einer Rückhaltesituation nur aktiviert, sofern eine Belegung des jeweiligen Fahrzeugsitzes erkannt wird, dem der Sicherheitsgurt des Sicherheitsgurtsystems zugeordnet ist. Hierfür kann die Steuereinheit mit einem Verschlusssensor des Verschlusses des Sicherheitsgurts und/oder einem Drucksensor im Fahrzeugsitz signalübertragend verbunden sein. Zur Ermittlung ob der Fahrzeugsitz belegt ist wird dabei überprüft, ob der Verschluss des Sicherheitsgurts verschlossen ist und/oder über den Drucksensor ein Gewicht/eine Masse festgestellt wird, die auf einen Fahrzeuginsassen schließen lässt.
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Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe auch ein Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug, insbesondere für den Schutz eines Fahrzeuginsassen vorgesehen, wobei das Sicherheitsgurtsystem eine Steuereinheit und zumindest einen ausziehbaren Sicherheitsgurt mit einem Gurtband, einem Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer, einem steuerbaren Sperrelement und einer Gurtbandauszugmesseinrichtung umfasst. Die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Das Sicherheitsgurtsystem weist die entsprechenden Vorteile des zuvor genannten Verfahrens auf.
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In einer typischen Ausführungsform umfasst das Sicherheitsgurtsystem mehrere Sicherheitsgurte mit einem ausziehbaren Gurtband, einem Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer, einem steuerbaren Sperrelement und einer Gurtbandauszugmesseinrichtung. Dabei ist insbesondere jeweils einem Fahrzeugsitz ein Sicherheitsgurt Sicherheitsgurte mit einem ausziehbaren Gurtband, einem Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer, einem steuerbaren Sperrelement und einer Gurtbandauszugmesseinrichtung zugeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei für die jeweiligen Sicherheitsgurte insbesondere geleichzeitig ausgeführt werden.
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Des Weiteren ist erfindungsgemäß zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystem mit den zuvor genannten Vorteilen vorgesehen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus der beigefügten Zeichnung. Die Zeichnung zeigt:
- - in einer schematische Darstellung ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystem.
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In der Figur ist ein Sicherheitsgurtsystem 10 für einen Fahrzeuginsassen 12 in einem Fahrzeug 14, das hier ein PKW ist, gezeigt. Der Fahrzeuginsasse 12 sitzt auf einem Fahrersitz 16 des Fahrzeugs 14. Das Fahrzeug 14 hat einen Antrieb zum Beschleunigen des Fahrzeugs 14 sowie einen Bremseinrichtung zum Abbremsen des Fahrzeugs 14.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Sicherheitsgurtsystem 10 mehrere Sicherheitsgurte 18 umfassen und für beliebige Fahrzeugsitze 16 in einem Fahrzeug 14 vorgesehen sein, um den entsprechenden Fahrzeuginsassen 12 in einem Rückhaltefall, wie einem Crash, zu schützen.
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Insbesondere ist das Sicherheitsgurtsystem 10 zum Einsatz in beliebigen Fahrzeugen geeignet, insbesondere autonom fahrenden Fahrzeugen.
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Das Sicherheitsgurtsystem 10 umfasst einen Sicherheitsgurt 18. Der Sicherheitsgurt 18 umfasst ein ausziehbares Gurtband 20 und einen Verschluss 21, der in der dargestellten Ausführungsform eine Steckzunge 22 sowie ein Gurtschloss 24 umfasst, wobei die Steckzunge 22 zum Verschließen des Verschlusses in dem Gurtschloss verrastbar ist. Das Gurtband 20 dient dazu, den Fahrzeuginsasse 12 im Fahrersitz 16 zurückzuhalten, wenn das Gurtschloss 24 geschlossen ist. Das Gurtschloss 24 wird geschlossen, indem die Steckzunge 22 in das Gurtschloss 24 eingeführt wird und mit diesem verrastet.
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Ferner umfasst der Sicherheitsgurt 18 einen Gurtaufroller 26 mit einer Gurtspule 28, auf der das Gurtband 20 zum Teil aufgewickelt ist. Das Gurtband 20 und damit der Sicherheitsgurt 18 sind auf diese Weise ausziehbar im Fahrzeug 14 aufgenommen. Der Sicherheitsgurt 18 umfasst weiterhin einen pyrotechnischen Gurtstraffer 40 und einen Gurtkraftbegrenzer 38, die mit der Gurtspule 28 in Wirkverbindung stehen.
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Durch eine Aktivierung des Gurtstraffers 40 kann die Gurtspule 28 in Rotation versetzt werden, um das Gurtband einzuziehen.
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Die Gurtspule 28 weist eine Gurtbandauszugmesseinrichtung 30, beispielsweise in Form eines Spulenrotationssensors auf, mittels dem die Rotation der Gurtspule 28 und damit die Gurtbandgeschwindigkeit, mit der das Gurtband 20 aktuell ein- oder ausgezogen wird relativ erfasst wird. Alternativ kann der Gurtbandauszug und somit die Länge des Gurtbands 20, der aktuell aus- oder eingezogen wird durch die Gurtbandmesseinrichtung 30 gemessen werden und daraus durch die Steuereinheit 36 die Gurtbandgeschwindigkeit bestimmt werden.
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Grundsätzlich kann die Gurtbandauszugmesseinrichtung 30 eine beliebige Einrichtung sein, die zum Ermitteln der aktuellen Gurtbandgeschwindigkeit und/oder des aktuellen Gurtbandauszugs eingerichtet ist. Beispielsweise kann die Gurtbandauszugsmesseinrichtung 30 indirekte oder direkte Messsensoren umfassen, die bspw. durch direktes Abtasten (bspw. über ein Reibrad) und/oder indirektes Abtasten (bspw. über einen Lasersensor, der eine auf und/oder in das Gurtband und oder in eine Gurtaufrollerkomponente integrierte Messskala abtastet) den Gurtbandauszug messen.
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Zudem kann die Messung des Gurtbandauszugs durch die Gurtbandmesseinrichtung selbstverständlich auch absolut oder quasi-absolut erfolgen, insbesondere sofern der Gurtbandauszug für weitere Verfahren des Sicherheitsgurtsystems 10 genutzt werden soll.
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Das dargestellte Fahrzeug 14 umfasst ferner eine Ausgabeeinrichtung 34 in Form eines Anzeigeelements, das dazu geeignet ist, Informationen an den Fahrzeuginsassen 12, beispielsweise auf akustischem, optischem und/oder haptischem Wege weiterzugeben. Beispielsweise kann der Fahrzeuginsasse 12 über die Ausgabeeinrichtung darauf hingewiesen, dass er den Sicherheitsgurt 18 nicht angelegt hat. Selbstverständlich kann die Ausgabeeinrichtung 34 an jedem Ort im Fahrzeug 14 angeordnet sein, der zur Übermittlung der Informationen an den Fahrzeuginsassen 12 geeignet ist. Insbesondere kann die Ausgabeeinrichtung 34 durch bereits im Fahrzeug 14 vorhandene Ausgabeeinrichtungen, wie Lautsprecher, bereitgestellt werden oder in diese integriert sein, beispielsweise in eine Instrumententafel des Fahrzeugs 14.
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Zudem umfasst der Fahrzeugsitz 16 einen Drucksensor 32, der in der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes 16 angeordnet ist. Über den Drucksensor 32 kann beispielsweise festgestellt werden, ob ein Fahrzeuginsasse 12 auf dem Fahrzeugsitz 16 sitzt. Zudem kann die Möglichkeit bestehen, dass über den Drucksensor 32 ein Gewicht/eine Masse des Fahrzeuginsassen 12 ermittelt wird.
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Die Gurtbandauszugmesseinrichtung 30, der Drucksensor 32, die Ausgabeeinrichtung 34 und der Motor 40 sind mit einer Steuereinheit 36 des Sicherheitsgurtsystems 10 signalübertragend verbunden.
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Die Steuereinheit 36 ist im vorliegenden Fall in der Fahrzeugsteuereinheit des Fahrzeugs 14, hier dem Bordcomputer des Fahrzeugs 14, integriert. In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuereinheit 36 des Sicherheitsgurtsystems 10 separat vorgesehen sein, wobei sie vorzugsweise mit dem Bordcomputer des Fahrzeugs 14 signalübertragend verbunden ist.
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Die Steuereinheit 36 ist für die Steuerung der zuvor genannten Systeme sowie zur Durchführung des folgenden Verfahrens zum Betrieb des Sicherheitsgurtsystems 10 eingerichtet.
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In einer Rückhaltsituation, die beispielsweise durch einen Unfall oder Crash hervorgerufen werden kann, wird durch die Steuereinheit 36 der pyrotechnische Gurtstraffer 40 aktiviert werden. Die Aktivierung des pyrotechnischen Gurtstraffers 40 erfolgt vorzugsweise nur dann, sofern mittels des Drucksensors 32 und oder eines Verschlusssensors des Verschlusses 21 eine Belegung des Fahrzeugsitzes 16 durch einen Fahrzeuginsassen 12 festgestellt wird. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Aktivierung des pyrotechnischen Gurtstraffers 40 durch die Steuereinheit 36 nur erfolgt sofern mittels Messwerte von hier nicht gezeigten Sensoren für die Detektion einer Rückhaltesituation bzw. eines Unfalls eine gewisse Unfallschwere festgestellt wird.
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Durch die Aktivierung des pyrotechnischen Gurtstraffers 40 wird die Gurtspule 28 des Gurtaufrollers 26 des Sicherheitsgurts 18 derart in Rotation versetzt, dass das Gurtband 20 eingezogen und auf die Gurtspule 28 aufgewickelt wird.
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Während des Einzug des Gurtbands 20 wird mittels der Gurtbandmesseinrichtung 30 die Gurtbandgeschwindigkeit des Gurtbands 20 des Sicherheitsgurts 18 ermittelt.
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Alternativ kann durch die Gurtbandmesseinrichtung 30 ein Gurtbandauszug, insbesondere ein Gurtbandauszugslänge des Gurtbands 20 gemessen werden, über die durch die Steuereinheit 36 die Gurtbandgeschwindigkeit ermittelt wird.
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Über die Gurtbandgeschwindigkeit kann das Ende einer durch die Aktivierung des pyrotechnischen Gurtstraffers 40 hervorgerufenen Gurtstraffphase ermittelt werden. Zum Ende der Gurtstraffphase und somit dem Ende des durch den pyrotechnischen Gurtstraffer 40 hervorgerufenen Gurtbandeinzugs verringert sich die Gurtbandgeschwindigkeit. Am Ende der Gurtstraffphase liegt kein Gurtbandeinzug und kein Gurtbandauszug vor, das heißt die Gurtbandgeschwindigkeit ist gleich Null.
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Um einen erneuten Gurtbandauszug des Gurtbands 20 vor dem Erreichen eines Kraftbegrenzungsniveaus des Gurtkraftbegrenzers 38 zu verhindern beziehungsweise zu reduzieren, wird nachdem mittels der Gurtbandgeschwindigkeit das Ende Gurtstraffphase durch die Steuereinheit 36 festgestellt wird, durch die Steuereinheit 36 ein steuerbares Sperrelement aktiviert. Durch die Aktivierung des steuerbaren Sperrelements wird ein erneuter Gurtbandauszugs des Gurtbands 20 verhindert, beispielsweise indem durch das steuerbare Sperrelement eine Rotation der Gurtspule 28 verhindert, insbesondere blockiert wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einfache Weise das Ende der Gurtstraffphase ermittelt werden und somit durch das Aktivieren des steuerbaren Sperrelements der Gurtbandauszug des Gurtbands 20 bis zum Erreichen des Kraftbegrenzungsniveaus des Gurtkraftbegrenzers 38 reduziert werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, die Rückhaltung des Fahrzeuginsassen in einer Rückhaltesituation zu verbessern.
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Das Sicherheitsgurtsystem 10 ist nicht auf einen einzigen Sicherheitsgurt 18, dessen Gurtstraffer 40 und dessen steuerbares Sperrelement durch die Steuereinheit aktiviert werden können, begrenzt, sondern es kann mehrere Sicherheitsgurte 18 umfassen.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden, insbesondere unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsformen.
