DE102020107709A1

DE102020107709A1 - System for determining the unrolled length of a belt

Info

Publication number: DE102020107709A1
Application number: DE102020107709.2A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hoppe; Clemens Maßmann; Fabian Utermöhlen; Harry Weber
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem (1) zur Bestimmung einer abgerollten Länge eines Gurtbands (2), aufweisend ein Gurtband (2), eine Mehrzahl entlang dem Gurtband (2) an dem Gurtband (2) angeordneter Detektorelemente (3), eine dem Gurtband (2) benachbart angeordnete Detektionsvorrichtung (4) zum Detektieren der an der Detektionsvorrichtung (4) angeordneten Detektorelemente (3) sowie einen Gurtbandaufroller (5) zum Aufrollen des Gurtbands (2). Die Detektorelemente (3) sind als Kurzschlusswicklung ausgebildet, wobei die Detektionsvorrichtung (4) eine erste Spule (6) zur Erzeugung eines zeitlich veränderlichen Magnetfelds sowie eine Auswertvorrichtung (7) zum Ermitteln einer Impedanz der ersten Spule (6) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (12) mit einem Sicherheitsgurtsystem (11) zum Zurückhalten eines Insassen des Kraftfahrzeugs (12).The invention relates to a sensor system (1) for determining an unrolled length of a belt strap (2), comprising a belt strap (2), a plurality of detector elements (3) arranged along the belt strap (2) on the belt strap (2), one of the belt strap ( 2) Adjacent detection device (4) for detecting the detector elements (3) arranged on the detection device (4) as well as a webbing retractor (5) for rolling up the webbing (2). The detector elements (3) are designed as short-circuit windings, the detection device (4) having a first coil (6) for generating a time-varying magnetic field and an evaluation device (7) for determining an impedance of the first coil (6). The invention also relates to a motor vehicle (12) with a seat belt system (11) for restraining an occupant of the motor vehicle (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorsystem zur Bestimmung einer abgerollten Länge eines Gurtbands, insbesondere eines Gurtbands eines Sicherheitsgurtsystems eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Sicherheitsgurtsystem zum Zurückhalten eines Insassen des Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a sensor system for determining an unrolled length of a belt strap, in particular a belt strap of a seat belt system of a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle with a seat belt system for restraining an occupant of the motor vehicle.

Mit steigender Verbreitung automatisierter Kraftfahrzeuge steigen die Anforderungen an die Flexibilität der Fahrzeuginnenraumarchitekturen. Hiervon umfasst sind auch eine Anordnung sowie Positionierung der Sitze innerhalb einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs. Die Veränderung der Positionierung der Sitze erfordert auch eine entsprechende Anpassung einiger Sicherheitssysteme des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Gurtstraffer, Airbags oder dergleichen, an die veränderte Positionierung. Ebenso ist eine Anpassung dieser Sicherheitssysteme an die Abmessungen der Insassen des Kraftfahrzeugs zur Bereitstellung eines optimalen Insassenschutzes von Vorteil. Demnach ist die Ermittlung einer Lage des Insassen des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Fahrers, zur Verbesserung seiner Sicherheit von besonderer Bedeutung.With the increasing spread of automated motor vehicles, the demands on the flexibility of vehicle interior architectures are increasing. This also includes an arrangement and positioning of the seats within a passenger compartment of the motor vehicle. The change in the positioning of the seats also requires a corresponding adaptation of some safety systems of the motor vehicle, such as, for example, belt tensioners, airbags or the like, to the changed positioning. It is also advantageous to adapt these safety systems to the dimensions of the occupants of the motor vehicle in order to provide optimal occupant protection. Accordingly, the determination of a position of the occupant of the motor vehicle, in particular a driver, is of particular importance in order to improve his safety.

Es sind verschiedene Sensorsysteme zur Ermittlung einer Lage eines Insassen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Eine Möglichkeit ist der Einsatz aufwendiger optischer oder akustischer Sensoren zur Vermessung des Insassen. Derartige Sensorsysteme sind besonders kostenintensiv und weisen einen großen Platzbedarf auf. Eine wesentlich kostengünstigere Alternative hierzu sind Sensorsysteme, welche die Lage des Insassen indirekt über eine abgespulte Länge eines Gurtbands eines Sicherheitsgurtsystems bestimmen. Anhand der abgespulten Länge können Rückschlüsse auf den Umfang und somit die Lage des Insassen getroffen werden. Zur Bestimmung einer abgerollten Länge eines Gurtbands ist eine Vielzahl unterschiedlicher Sensorsysteme bekannt.Various sensor systems are known for determining a position of an occupant of a motor vehicle. One possibility is the use of complex optical or acoustic sensors to measure the occupant. Such sensor systems are particularly cost-intensive and require a large amount of space. A much more cost-effective alternative to this are sensor systems which indirectly determine the position of the occupant via an unwound length of a belt strap of a seat belt system. Based on the unwound length, conclusions can be drawn about the circumference and thus the position of the occupant. A large number of different sensor systems are known for determining an unrolled length of a belt strap.

Ein bekanntes Sensorsystem weist am Gurtband angeordnete Markierungen, insbesondere sich quer zur Längsrichtung des Gurtbands erstreckende Linien, auf, welche mittels eines oder mehrerer optischer Sensoren erfassbar sind. Durch eine geeignete Anordnung der Sensoren ist es möglich, ein Abspulen sowie ein Aufspulen des Gurtbands auf einen Gurtbandaufroller quantitativ zu ermitteln. Derartige Sensorsysteme haben den Nachteil, dass hiermit nur eine relative und keine absolute Messung möglich ist. Eine abgespulte Ausgangslänge des Gurtbands muss bekannt sein, um die abgespulte Gesamtlänge zuverlässig zu ermitteln. Daher ist eine permanente Stromversorgung der Sensoren erforderlich, um eine kontinuierliche Messung sicherzustellen. Um dieses Problem zu lösen, können Markierungen verwendet werden, welche die Abrolllänge des Gurtbands bezeichnen, sodass durch Detektieren der Markierung die Abrolllänge leicht ermittelbar ist. Derartige Systeme sind zuverlässiger aber zugleich auch komplexer und somit kostenintensiver.A known sensor system has markings arranged on the belt strap, in particular lines extending transversely to the longitudinal direction of the belt strap, which can be detected by means of one or more optical sensors. With a suitable arrangement of the sensors, it is possible to quantitatively determine unwinding and winding of the belt webbing onto a belt webbing retractor. Such sensor systems have the disadvantage that only a relative and not an absolute measurement is possible with them. An unreeled starting length of the webbing must be known in order to reliably determine the unreeled total length. A permanent power supply of the sensors is therefore necessary to ensure continuous measurement. In order to solve this problem, markings can be used which indicate the unwinding length of the belt strap, so that the unwinding length can easily be determined by detecting the marking. Such systems are more reliable but at the same time more complex and therefore more costly.

Zudem sind Sensorsysteme bekannt, welche am Gurtbandaufroller magnetbasierte Drehwinkelsensoren zur Ermittlung einer Stellung des Gurtbandaufrollers aufweisen. Ein Nachteil solcher Sensorsysteme ist die Störanfälligkeit durch Wechselwirkungen mit anderen elektronischen Systemen, da als Drehwinkelsensoren oftmals Hall-Sensoren verwendet werden, welche durch fremde Magnetfelder Messfehler liefern können. Ferner sind zusätzliche Umdrehungszähler erforderlich, da der maximale Drehwinkelbereich 360° umfasst und somit für den Drehzahlsensor nach jeder vollständigen Umdrehung wieder die Ausgangslage vorliegt. Schließlich kann eine Zugkraft am Gurtband eine auf dem Gurtbandaufroller aufgerollte Gurtbandrolle zusammenziehen, sodass auch bei blockiertem Gurtbandaufroller eine Länge des abgerollten Gurtbands vergrößerbar ist. Eine genaue Bestimmung der Länge des abgerollten Gurtbands ist somit nicht möglich.In addition, sensor systems are known which have magnet-based rotation angle sensors on the belt retractor for determining a position of the belt retractor. A disadvantage of such sensor systems is the susceptibility to interference due to interactions with other electronic systems, since Hall sensors are often used as rotation angle sensors, which can produce measurement errors due to external magnetic fields. Additional revolution counters are also required, since the maximum angle of rotation range encompasses 360 ° and the initial position is thus available again for the speed sensor after each complete revolution. Finally, a tensile force on the webbing can pull together a webbing roll rolled up on the webbing retractor, so that a length of the unrolled webbing can be increased even when the webbing retractor is blocked. An exact determination of the length of the unrolled belt strap is therefore not possible.

Bei einem anderen Sensorsystem weist das Gurtband ein elektrisch leitfähiges Element auf, welches sich parallel zum Gurtband erstreckt und zusammen mit dem Gurtband auf den Gurtbandaufroller aufspulbar ist. Ein derartiges Sensorsystem ist beispielsweise aus der DE 10 2010 014 366 A1 bekannt. Mittels einer Detektionsvorrichtung ist eine Induktivität des auf den Gurtbandaufroller aufgespulten Gurtbands ermittelbar und anhand der Induktivität die abgespulte Länge des Gurtbands bestimmbar. Derartige Sensorsysteme haben den Nachteil, dass eine elektrische Kopplung des elektrisch leitfähigen Elements sehr aufwendig ist.In another sensor system, the belt webbing has an electrically conductive element which extends parallel to the belt webbing and can be wound onto the webbing retractor together with the webbing belt. Such a sensor system is, for example, from DE 10 2010 014 366 A1 known. By means of a detection device, an inductance of the belt webbing wound onto the belt webbing retractor can be determined and the unwound length of the belt webbing can be determined on the basis of the inductance. Such sensor systems have the disadvantage that an electrical coupling of the electrically conductive element is very expensive.

Aus der DE 10 2017 107 263 A1 , und DE 10 2017 128 031 A1 sind Sensorvorrichtungen bekannt, bei welchen voneinander beabstandete Markierungen entlang einem Gurtband angeordnet und mittels einer Detektionsvorrichtung detektierbar sind. Durch Zählen der Anzahl der detektierten Markierungen ist eine abgerollte Gurtlänge ermittelbar. Die DE 197 49 855 A1 offenbart eine Sensorvorrichtung mit einer Vielzahl von auf dem Gurtband angeordneter Kodierungen, welche mittels einer Lesevorrichtung auslesbar sind, um somit die abgerollte Gurtlänge zu ermitteln. Derartige Sensorvorrichtungen sind zumeist sehr aufwendig in der Herstellung sowie störanfällig und teilweise, insbesondere bei zeitweiligem Abbruch der Stromversorgung, ungenau in der Messung.From the DE 10 2017 107 263 A1 , and DE 10 2017 128 031 A1 Sensor devices are known in which markings spaced from one another are arranged along a belt strap and can be detected by means of a detection device. An unrolled belt length can be determined by counting the number of detected markings. the DE 197 49 855 A1 discloses a sensor device with a plurality of codes arranged on the belt strap, which codes can be read out by means of a reading device in order to thus determine the unrolled belt length. Such sensor devices are usually very expensive to manufacture and prone to failure and in some cases, especially when the power supply is temporarily interrupted, inaccurate measurement.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Sensorsystem zur Bestimmung einer abgerollten Länge eines Gurtbands bereitgestellt. Das Sensorsystem weist ein Gurtband, eine Mehrzahl entlang dem Gurtband an dem Gurtband angeordneter Detektorelemente, eine dem Gurtband benachbart angeordnete Detektionsvorrichtung zum Detektieren der an der Detektionsvorrichtung angeordneten Detektorelemente sowie einen Gurtbandaufroller zum Aufrollen des Gurtbands auf. Erfindungsgemäß sind Detektorelemente als Kurzschlusswicklung ausgebildet, wobei die Detektionsvorrichtung eine erste Spule zur Erzeugung eines zeitlich veränderlichen Magnetfelds sowie eine Auswertvorrichtung zum Ermitteln einer Impedanz der ersten Spule aufweist.According to a first aspect of the invention, a sensor system for determining a unrolled length of webbing provided. The sensor system has a webbing, a plurality of detector elements arranged along the webbing on the webbing, a detection device arranged adjacent to the webbing for detecting the detector elements arranged on the detection device, and a webbing retractor for rolling up the webbing. According to the invention, detector elements are designed as short-circuit windings, the detection device having a first coil for generating a time-varying magnetic field and an evaluation device for determining an impedance of the first coil.

Das Gurtband ist vorzugsweise gemäß einem Gurtband eines Sicherheitsgurts eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Gurtband ist aufrollbar ausgebildet. Das Gurtband weist vorzugsweise eine Breite zwischen 45 mm und 50 mm sowie eine Stärke von zwischen 1,1 mm und 1,3 mm auf. Vorzugsweise weist das Gurtband zwischen 250 und 350 Fäden auf, die vorzugsweise miteinander verflochten bzw. verwoben sind. Die einzelnen Fäden sind vorzugsweise jeweils aus einer Vielzahl von Fasern, insbesondere Polyesterfasern, vorzugsweise zwischen 80 und 120 Fasern, gesponnen. Die einzelnen Fasern weisen vorzugsweise etwa einen Durchmesser auf, welcher doppelt so viel wie der Durchmesser eines durchschnittlichen menschlichen Haars beträgt. Das Gurtband ist vorzugsweise zur Aufnahme einer Zugkraft von mindestens 9800 N ausgebildet und weist weiter bevorzugt eine Reißlast von mindestens 14700 N auf. Vorzugsweise weist das Gurtband eine Dehnbarkeit von zwischen 6% und 11% auf.The belt strap is preferably designed in accordance with a belt strap of a safety belt of a motor vehicle. The belt strap can be rolled up. The belt strap preferably has a width between 45 mm and 50 mm and a thickness of between 1.1 mm and 1.3 mm. The belt strap preferably has between 250 and 350 threads, which are preferably intertwined or interwoven. The individual threads are preferably each spun from a large number of fibers, in particular polyester fibers, preferably between 80 and 120 fibers. The individual fibers preferably have a diameter which is twice as much as the diameter of an average human hair. The belt strap is preferably designed to absorb a tensile force of at least 9800 N and more preferably has a tear load of at least 14700 N. The belt strap preferably has an extensibility of between 6% and 11%.

Die Detektorelemente sind vorzugsweise mit gleichmäßigem Abstand entlang dem Gurtband verteilt. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Detektorelemente mit unterschiedlichen Abständen verteilt sind. Die Detektorelemente sind vorzugsweise als Draht, Faden, Band oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Detektorelemente Aluminium und/oder Kupfer und/oder Stahl und/oder Messing oder dergleichen auf. Die Detektorelemente sind vorzugsweise in das Gurtband eingebracht, insbesondere eingewebt oder dergleichen. Alternativ können die Detektorelemente auf einer Außenfläche des Gurtbands fixiert sein, beispielsweise durch Kleben oder dergleichen. Die Detektorelemente weisen vorzugsweise eine ausreichende mechanische Festigkeit auf, um bei einer Beanspruchung des Gurtbands keinen Schaden zu nehmen. Die Detektorelemente weisen vorzugsweise eine ovale, insbesondere elliptische, runde oder eckige, insbesondere viereckige, Form auf. Bei einer ovalen bzw. elliptischen Form ist es bevorzugt, dass eine Erstreckung des Detektorelements quer zur Gurtbandlängsrichtung größer ist als eine Erstreckung in Gurtbandlängsrichtung. Unter einer Ausbildung eines Detektorelements werden im Rahmen der Erfindung insbesondere Form, Größe und Material verstanden. Vorzugsweise wird unter der Ausbildung auch eine Lage relativ zum Gurtband, insbesondere Ausrichtung/Orientierung und relative Position zur Gurtbandlängsachse, verstanden.The detector elements are preferably distributed evenly spaced along the belt webbing. It can be provided according to the invention that the detector elements are distributed at different distances. The detector elements are preferably designed as wire, thread, tape or the like. The detector elements preferably have aluminum and / or copper and / or steel and / or brass or the like. The detector elements are preferably introduced into the belt strap, in particular woven into it or the like. Alternatively, the detector elements can be fixed on an outer surface of the belt strap, for example by gluing or the like. The detector elements preferably have sufficient mechanical strength so as not to be damaged when the belt strap is stressed. The detector elements preferably have an oval, in particular elliptical, round or angular, in particular square, shape. In the case of an oval or elliptical shape, it is preferred that an extension of the detector element transversely to the longitudinal direction of the belt strap is greater than an extension in the longitudinal direction of the belt strap. In the context of the invention, the formation of a detector element is understood to mean, in particular, shape, size and material. The formation is preferably also understood to mean a position relative to the belt webbing, in particular alignment / orientation and relative position to the belt webbing longitudinal axis.

Der Gurtbandaufroller ist zum Aufrollen des Gurtbands ausgebildet. Vorzugsweise ist der Gurtbandaufroller gemäß eines Gurtbandaufrollers eines Sicherheitsgurtsystems eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Vorzugsweise weist der Gurtbandaufroller zum Aufrollen des Gurtbands eine Rolle, insbesondere mit einer seitlichen Wandung, auf. The webbing retractor is designed to roll up the webbing. The belt retractor is preferably designed in accordance with a belt retractor of a seat belt system of a motor vehicle. The belt retractor preferably has a roller, in particular with a side wall, for rolling up the belt.

Die Rolle ist vorzugsweise ausgebildet, das Gurtband beim Aufrollen zu zentrieren. Der Gurtbandaufroller weist vorzugsweise eine Rückstellvorrichtung zum Aufrollen des Gurtbands auf. Die Rückstellvorrichtung weist vorzugsweise eine Feder und/oder einen Elektromotor auf.The roller is preferably designed to center the belt when it is rolled up. The belt retractor preferably has a return device for rolling up the belt. The reset device preferably has a spring and / or an electric motor.

Die Detektionsvorrichtung ist zum Detektieren der an der Detektionsvorrichtung angeordneten Detektorelemente ausgebildet. Hierfür weist die Detektionsvorrichtung die erste Spule und die Auswertvorrichtung auf. Die erste Spule ist zur Erzeugung eines ersten magnetischen Wechselfelds, vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 3 MHz und 4 MHz, ausgebildet. Zudem ist die erste Spule vorzugsweise zur Detektion der Detektorelemente dem Gurtband direkt benachbart angeordnet. Hierbei ist es bevorzugt, dass die komplette erste Spule über einer Oberseite oder Unterseite des Gurtbands angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist die erste Spule quer zur Gurtbandlängsrichtung ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich wird eine Breite des Gurtbands von der ersten Spule komplett überdeckt. Wenn ein Detektorelement in das erste magnetische Wechselfeld der ersten Spule gerät, beispielsweise durch Aufrollen des Gurtbands auf den Gurtbandaufroller oder Abrollen vom Gurtbandaufroller, wird durch das erste magnetische Wechselfeld ein Strom in der Kurzschlusswicklung des jeweiligen Detektorelements induziert. Dieser Strom bewirkt wiederum ein zweites magnetisches Wechselfeld, welches dem ersten magnetischen Wechselfeld entgegengerichtet ist. Auf diese Weise wird eine Impedanz der ersten Spule beeinflusst. Mittels der Auswertvorrichtung ist die Impedanz der ersten Spule und/oder die Änderung der Impedanz der ersten Spule ermittelbar. Aufgrund einer bekannten Lage des somit erfassten Detektorelements ist eine abgerollte Länge des Gurtbands mittels der Auswertvorrichtung bestimmbar. Die Detektionsvorrichtung, insbesondere die Auswertvorrichtung, ist vorzugsweise ausgebildet, einen Abstand zwischen der ersten Spule und dem Gurtband bzw. dem Detektorelement zu ermitteln und bei der Bestimmung der abgerollten Länge des Gurtbands zu berücksichtigen, da die Veränderung der Impedanz mit zunehmendem Abstand abnimmt.The detection device is designed to detect the detector elements arranged on the detection device. For this purpose, the detection device has the first coil and the evaluation device. The first coil is designed to generate a first alternating magnetic field, preferably with a frequency between 3 MHz and 4 MHz. In addition, the first coil is preferably arranged directly adjacent to the belt strap for detecting the detector elements. It is preferred here that the complete first coil is arranged over an upper side or lower side of the belt strap. As an alternative or in addition, the first coil is designed transversely to the longitudinal direction of the belt webbing. Alternatively or additionally, a width of the belt strap is completely covered by the first spool. When a detector element gets into the first alternating magnetic field of the first coil, for example by rolling the webbing onto the webbing retractor or unwinding it from the webbing retractor, the first alternating magnetic field induces a current in the short-circuit winding of the respective detector element. This current in turn causes a second alternating magnetic field, which is opposite to the first alternating magnetic field. In this way, an impedance of the first coil is influenced. The impedance of the first coil and / or the change in the impedance of the first coil can be determined by means of the evaluation device. On the basis of a known position of the detector element detected in this way, an unrolled length of the belt strap can be determined by means of the evaluation device. The detection device, in particular the evaluation device, is preferably designed to determine a distance between the first coil and the belt strap or the detector element and to take it into account when determining the unrolled length of the belt strap, since the change in impedance decreases with increasing distance.

Ein erfindungsgemäßes Sensorsystem hat gegenüber herkömmlichen Sensorsystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands gewährleistet ist. Durch die Ausbildung der Detektionsvorrichtung und der Detektorelemente ist eine Robustheit des Sensorsystems bei reduzierter Komplexität verbessert. Auf diese Weise sind Montage und Wartung des Sensorsystems gegenüber herkömmlichen Sensorsystemen wesentlich verbessert.A sensor system according to the invention has the advantage over conventional sensor systems that a reliable determination of the unrolled length of the belt strap is ensured with simple means and in a cost-effective manner. The design of the detection device and the detector elements improves the robustness of the sensor system with reduced complexity. In this way, assembly and maintenance of the sensor system are significantly improved compared to conventional sensor systems.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Sensorsystem vorgesehen sein, dass benachbarte Detektorelemente eine unterschiedliche Ausbildung aufweisen. Unter einer unterschiedlichen Ausbildung wird im Rahmen der Erfindung insbesondere verstanden, dass die benachbarten Detektorelemente derart unterschiedlich ausgebildet sind, dass die Detektorelemente unterschiedliche Verstimmungen des von der ersten Spule erzeugten B-Felds bewirken und somit unterschiedliche Veränderungen der Impedanz der ersten Spule bewirken. Vorzugsweise wird im Rahmen der Erfindung unter einer unterschiedlichen Ausbildung auch eine unterschiedliche Lage relativ zum Gurtband verstanden. Die Lage umfasst vorzugsweise Ausrichtung und/oder Position, insbesondere eine Position relativ zur Gurtbandlängsachse. Die unterschiedliche Ausbildung kann beispielsweise durch Form und/oder Material und/oder Dimension gekennzeichnet sein. Vorzugsweise weisen sämtliche Detektorelemente derart unterschiedliche Ausbildungen auf, dass durch Detektion eines Detektorelements eine genaue abgerollte Länge des Gurtbands bestimmbar ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a sensor system that adjacent detector elements have a different design. In the context of the invention, a different design is understood in particular to mean that the adjacent detector elements are designed differently in such a way that the detector elements cause different detunings of the B-field generated by the first coil and thus cause different changes in the impedance of the first coil. In the context of the invention, a different configuration is preferably also understood to mean a different position relative to the belt strap. The position preferably comprises an alignment and / or position, in particular a position relative to the longitudinal axis of the belt webbing. The different design can be characterized, for example, by shape and / or material and / or dimensions. Preferably, all of the detector elements have different designs such that a precise unrolled length of the belt strap can be determined by detecting a detector element. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die an dem Gurtband angeordneten Detektorelemente derart unterschiedliche Ausbildungen aufweisen, dass durch Detektion von zwei benachbarten Detektorelementen eine genaue abgerollte Länge des Gurtbands bestimmbar ist. Vorzugsweise umfassen die unterschiedlichen Ausbildungen physikalische Ausbildungen, wie beispielsweise Form, Größe, Material, und Lagen, wie relative Position zur Gurtbandmitte und Ausrichtung relativ zum Gurtband. Über eine gezielte Auswahl der Ausbildung der Detektorelemente ist es somit möglich, jeden Abschnitt des Gurtbands individuell zu kennzeichnen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.It is preferred according to the invention that the detector elements arranged on the belt strap have different designs such that an exact unrolled length of the belt strap can be determined by detecting two adjacent detector elements. The different configurations preferably include physical configurations, such as, for example, shape, size, material, and locations, such as relative position to the center of the belt webbing and orientation relative to the belt webbing. By specifically selecting the design of the detector elements, it is thus possible to identify each section of the belt individually. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

Weiter bevorzugt ist die unterschiedliche Ausbildung der Detektorelemente durch eine unterschiedliche Anzahl an Kurzschlusswicklungen gekennzeichnet. Demnach weist beispielsweise ein erstes Detektorelement eine Kurzschlusswicklung und ein benachbartes zweites Detektorelement zwei Kurzschlusswicklungen auf. Ein dem zweiten Detektorelement ebenfalls benachbartes drittes Detektorelement weist beispielsweise eine oder drei Kurzschlusswicklungen auf. Bei einem Detektorelement mit mehreren Kurzschlusswicklungen sind die Kurzschlusswicklungen vorzugsweise separat ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. Eine separate Ausbildung bedeutet, dass die Kurzschlusswicklungen elektrisch voneinander entkoppelt sind. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.The different design of the detector elements is further preferably characterized by a different number of short-circuit windings. Accordingly, for example, a first detector element has one short-circuit winding and an adjacent second detector element has two short-circuit windings. A third detector element, which is also adjacent to the second detector element, has, for example, one or three short-circuit windings. In the case of a detector element with several short-circuit windings, the short-circuit windings are preferably formed separately and arranged coaxially with one another. A separate design means that the short-circuit windings are electrically decoupled from one another. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die unterschiedliche Ausbildung der Detektorelemente durch unterschiedliche Durchmesser der Kurzschlusswicklungen und/oder unterschiedliche Durchmesser eines die Kurzschlusswicklung bildenden elektrischen Leiters gekennzeichnet. Unter unterschiedlichen Durchmessern der Kurzschlusswicklungen werden im Rahmen der Erfindung auch beispielsweise unterschiedliche Hauptachsenlängen und/oder Nebenachsenlängen ovaler bzw. elliptischer Kurzschlusswicklungen verstanden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.In a particularly preferred embodiment, the different design of the detector elements is characterized by different diameters of the short-circuit windings and / or different diameters of an electrical conductor forming the short-circuit winding. In the context of the invention, different diameters of the short-circuit windings are also understood to mean, for example, different main axis lengths and / or minor axis lengths of oval or elliptical short-circuit windings. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

Vorzugsweise ist die Detektionsvorrichtung zur gleichzeitigen Detektion von zwei Detektorelementen ausgebildet. Hierfür weist die Detektionsvorrichtung vorzugsweise eine zweite Spule auf, welche, insbesondere von der ersten Spule beabstandet, am Gurtband angeordnet ist. Die zweite Spule kann erfindungsgemäß gemäß der ersten Spule ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich weist die erste derartige Abmessungen auf, dass zwei Detektorelemente gleichzeitig von der ersten Spule erfassbar sind. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.The detection device is preferably designed for the simultaneous detection of two detector elements. For this purpose, the detection device preferably has a second coil, which is arranged on the belt strap, in particular at a distance from the first coil. According to the invention, the second coil can be designed in accordance with the first coil. Alternatively or additionally, the first has such dimensions that two detector elements can be detected by the first coil at the same time. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Detektionsvorrichtung eine Prüfspule auf, wobei die Prüfspule vom Gurtband abgewandt ist. Die Prüfspule ist vorzugsweise gemäß der ersten Spule ausgebildet. Die Auswertvorrichtung ist ausgebildet, die Impedanz bzw. Veränderungen der Impedanz der Prüfspule zu ermitteln. Auf diese Weise sind magnetische bzw. elektromagnetische Störfelder detektierbar und quantitativ erfassbar. Die Auswertvorrichtung ist zudem ausgebildet, diese Störfelder bei der Bestimmung der Impedanz der ersten Spule. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.According to a preferred embodiment of the invention, the detection device has a test coil, the test coil facing away from the belt strap. The test coil is preferably designed in accordance with the first coil. The evaluation device is designed to determine the impedance or changes in the impedance of the test coil. In this way, magnetic or electromagnetic interference fields can be detected and quantified. The evaluation device is also designed to detect these interference fields when determining the Impedance of the first coil. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

Besonders bevorzugt weist die Auswertvorrichtung eine Brückenschaltung zur Bestimmung der Impedanz der ersten Spule auf. Die Brückenschaltung ist vorzugsweise ausgebildet und eingerichtet, schwache Messsignale zu verstärken und somit eine genauere Bestimmung der Impedanz bzw. der Veränderung der Impedanz zu ermöglichen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.The evaluation device particularly preferably has a bridge circuit for determining the impedance of the first coil. The bridge circuit is preferably designed and set up to amplify weak measurement signals and thus enable a more precise determination of the impedance or the change in impedance. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Detektionsvorrichtung an dem Gurtbandaufroller oder einer Höhenverstellvorrichtung eines Sicherheitsgurtsystems eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Detektorelemente sind vorzugsweise an einem Abschnitt des Gurtbands angeordnet, welcher bei eingerasteter Schließe des Sicherheitsgurtsystems bei angeschnallten Menschen mit einem Körpergewicht zwischen 20 kg und 200 kg an der Detektionsvorrichtung angeordnet ist. Die übrigen Abschnitte des Gurtbands weisen vorzugsweise keine Detektorelemente auf. Die Detektionsvorrichtung kann beispielsweise an einem Gehäuse des Gurtbandaufrollers angeordnet sein. Vorteilig an einer Anordnung an der Höhenverstellvorrichtung, insbesondere an einer vertikal bewegbaren Verstellplatte der Höhenverstellvorrichtung, ist, dass mittels der Detektionsvorrichtung zusätzlich eine Bestimmung einer Verstellposition der Höhenverstellvorrichtung mittels der Detektionsvorrichtung detektierbar ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands weiter verbessert ist.It is preferred according to the invention that the detection device is arranged on the belt retractor or on a height adjustment device of a seat belt system of a motor vehicle. The detector elements are preferably arranged on a section of the belt strap which, when the buckle of the seat belt system is engaged, is arranged on the detection device when people are buckled and have a body weight between 20 kg and 200 kg. The remaining sections of the belt strap preferably have no detector elements. The detection device can for example be arranged on a housing of the belt retractor. The advantage of an arrangement on the height adjustment device, in particular on a vertically movable adjustment plate of the height adjustment device, is that the detection device can also be used to determine an adjustment position of the height adjustment device by means of the detection device. This has the advantage that the reliable determination of the unrolled length of the belt strap is further improved with simple means and in a cost-effective manner.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug weist ein Sicherheitsgurtsystem zum Zurückhalten eines Insassen des Kraftfahrzeugs auf. Erfindungsgemäß weist das Sicherheitsgurtsystem ein erfindungsgemäßes Sensorsystem auf.According to a second aspect of the invention, a motor vehicle is provided. The motor vehicle has a seat belt system for restraining an occupant of the motor vehicle. According to the invention, the seat belt system has a sensor system according to the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Sensorsystem zur Bestimmung einer abgerollten Länge eines Gurtbands gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine zuverlässige Ermittlung der abgerollten Länge des Gurtbands gewährleistet ist. Durch die Ausbildung der Detektionsvorrichtung und der Detektorelemente ist eine Robustheit des Sensorsystems bei reduzierter Komplexität verbessert. Auf diese Weise sind Montage und Wartung des Sensorsystems gegenüber herkömmlichen Sensorsystemen wesentlich verbessert.The motor vehicle according to the invention has all the advantages that have already been described for a sensor system for determining an unrolled length of a belt strap according to the first aspect of the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that the unrolled length of the belt strap can be reliably determined using simple means and in a cost-effective manner. The design of the detection device and the detector elements improves the robustness of the sensor system with reduced complexity. In this way, assembly and maintenance of the sensor system are significantly improved compared to conventional sensor systems.

Anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 ein Sensorsystem nach dem Stand der Technik schematisch in einer Seitenansicht,
2 eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems in einer Seitenansicht,
3 das erfindungsgemäße Sensorsystem aus 2 in einer Draufsicht,
4 eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems in einer Draufsicht,
5 eine bevorzugte dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems in einer Draufsicht, und
6 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug schematisch in einer Seitenansicht.

The invention is explained in more detail below with the aid of the attached schematic drawings. It shows:

1 a sensor system according to the prior art, schematically in a side view,
2 a preferred first embodiment of a sensor system according to the invention in a side view,
3 the sensor system according to the invention 2 in a plan view,
4th a preferred second embodiment of a sensor system according to the invention in a top view,
5 a preferred third embodiment of a sensor system according to the invention in a plan view, and
6th a motor vehicle according to the invention schematically in a side view.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 until 6th each provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein Sensorsystem 1 nach dem Stand der Technik schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Das Sensorsystem weist ein Gurtband 2 mit einer Mehrzahl von Detektorelementen 3 auf. Zum Auf- und Abrollen des Gurtbands 2 weist das Sensorsystem 1 einen Gurtbandaufroller 5 auf. Ferner weist das Sensorsystem 1 eine Detektionsvorrichtung 4 mit einer ersten Spule 6 und einer Auswertvorrichtung 7 zum Detektieren der Detektorelemente 3 sowie zum Bestimmen einer abgerollten Länge des Gurtbands 2 auf.In 1 is a sensor system 1 according to the prior art shown schematically in a side view. The sensor system has a belt strap 2 with a plurality of detector elements 3 on. For winding and unwinding the webbing 2 instructs the sensor system 1 a webbing retractor 5 on. Furthermore, the sensor system 1 a detection device 4th with a first coil 6th and an evaluation device 7th for detecting the detector elements 3 as well as for determining an unrolled length of the webbing 2 on.

2 zeigt eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems 1 schematisch in einer Seitenansicht. Das Sensorsystem 1 weist ein Gurtband 2 auf. Zum Auf- und Abrollen weist das Sensorsystem 1 einen Gurtbandaufroller 5 auf. Auf dem Gurtband 2 sind mehrere als Kurzschlusswicklung ausgebildete Detektorelemente 3 angeordnet. Im Bereich des Gurtbandaufrollers 5 ist eine Detektionsvorrichtung 4 des Sensorsystems 1 mit einer ersten Spule 6 und einer Auswertvorrichtung 7 angeordnet. Die Detektionsvorrichtung 4 ist zum Detektieren der Detektorelemente 3 sowie zum hierauf basierten Bestimmen einer von dem Gurtbandaufroller 5 abgerollten Länge des Gurtbands 2 ausgebildet. 2 shows a preferred first embodiment of a sensor system according to the invention 1 schematically in a side view. The sensor system 1 has a webbing strap 2 on. The sensor system shows how to roll it up and down 1 a webbing retractor 5 on. On the webbing 2 are several detector elements designed as short-circuit windings 3 arranged. In the area of the belt retractor 5 is a detection device 4th of the sensor system 1 with a first coil 6th and an evaluation device 7th arranged. The detection device 4th is for detecting the detector elements 3 as well as for determining one of the webbing retractor based thereon 5 unrolled length of the webbing 2 educated.

In 3 ist die bevorzugte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems 1 schematisch in einer Draufsicht abgebildet. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass die Detektorelemente 3 entlang einer Gurtlängsachse L voneinander beabstandet auf dem Gurtband 2 angeordnet sind. Die Detektorelemente 3 weisen unterschiedliche Anzahlen an Kurzschlusswicklungen aus einem elektrischen Leiter 8 auf. Die erste Spule 6 ist über dem Gurtband 2 angeordnet und erfasst in dem abgebildeten Zustand zwei benachbarte Detektorelemente 3 gleichzeitig.In 3 is the preferred first embodiment of the sensor system according to the invention 1 shown schematically in a top view. In this view it can be seen that the detector elements 3 along a longitudinal axis of the belt L. spaced apart on the webbing 2 are arranged. The detector elements 3 have different numbers of short-circuit windings from an electrical conductor 8th on. The first coil 6th is above the webbing 2 arranged and detects two adjacent detector elements in the depicted state 3 simultaneously.

In 4 ist eine bevorzugte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems 1 schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einer zweiten Spule 13 der Detektionsvorrichtung 4, welche entlang der Gurtlängsachse L von der ersten Spule 6 beabstandet über dem Gurtband 2 angeordnet ist. Mittels der ersten Spule 6 und der zweiten Spule 13 sind gleichzeitig unterschiedliche Detektorelemente 3 erfassbar. Auf diese Weise ist eine Bestimmung der abgerollten Länge des Gurtbands 2 weiter präzisiert.In 4th is a preferred second embodiment of a sensor system according to the invention 1 shown schematically in a top view. The second embodiment differs from the first embodiment in a second coil 13th the detection device 4th , which along the longitudinal axis of the belt L. from the first spool 6th spaced across the webbing 2 is arranged. Using the first coil 6th and the second coil 13th are different detector elements at the same time 3 detectable. This way there is a determination of the unrolled length of the webbing 2 further specified.

In 5 ist eine bevorzugte dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensorsystems 1 schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einer Prüfspule 9 der Detektionsvorrichtung 4, welche von der ersten Spule 6 beabstandet neben dem Gurtband 2 angeordnet ist. Mittels der ersten Spule 6 sind gleichzeitig unterschiedliche Detektorelemente 3 erfassbar. Mittels der Prüfspule 9 sind elektromagnetische Störfaktoren erfassbar und zur Plausibilisierung der Messergebnisse der Impedanz der ersten Spule 6 verwendbar. Auf diese Weise ist eine Bestimmung der abgerollten Länge des Gurtbands 2 weiter präzisiert. Im Rahmen der Erfindungen kann selbstverständlich auch eine Kombination aus dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.In 5 is a preferred third embodiment of a sensor system according to the invention 1 shown schematically in a top view. The third embodiment differs from the first embodiment in a test coil 9 the detection device 4th which from the first spool 6th spaced next to the webbing 2 is arranged. Using the first coil 6th are different detector elements at the same time 3 detectable. Using the test coil 9 electromagnetic interference factors can be detected and for plausibility checking of the measurement results of the impedance of the first coil 6th usable. This way there is a determination of the unrolled length of the webbing 2 further specified. A combination of the second exemplary embodiment and the third exemplary embodiment can of course also be provided within the scope of the invention.

6 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 12 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 12 weist eine Karosserie 14 mit einer B-Säule 15 auf. Im Bereich der B-Säule 15 ist ein Sicherheitsgurtsystem 11 mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem 1 angeordnet. Das Sicherheitsgurtsystem 11 weist eine Höhenverstellvorrichtung 10 auf, welche an der B-Säule 15 gehalten ist. 6th shows a motor vehicle according to the invention 12th schematically in a side view. The car 12th has a body 14th with a B-pillar 15th on. In the area of the B-pillar 15th is a seat belt system 11 with a sensor system according to the invention 1 arranged. The seat belt system 11 has a height adjustment device 10 which on the B-pillar 15th is held.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SensorsystemSensor system
22: GurtbandWebbing
33: DetektorelementDetector element
44th: DetektionsvorrichtungDetection device
55: GurtbandaufrollerWebbing retractor
66th: erste Spulefirst coil
77th: AuswertvorrichtungEvaluation device
88th: elektrischer Leiterelectrical conductor
99: PrüfspuleTest coil
1010: HöhenverstellvorrichtungHeight adjustment device
1111: SicherheitsgurtsystemSeat belt system
1212th: KraftfahrzeugMotor vehicle
1313th: zweite Spulesecond coil
1414th: Karosseriebody
1515th: B-SäuleB-pillar
LL.: GurtlängsachseBelt longitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102010014366 A1 [0006]
DE 102017107263 A1 [0007]
DE 102017128031 A1 [0007]
DE 19749855 A1 [0007]

Claims

Sensor system (1) for determining an unrolled length of a belt strap (2), comprising a belt strap (2), a plurality of detector elements (3) arranged along the belt strap (2) on the belt strap (2), one adjacent to the belt strap (2) Detection device (4) for detecting the detector elements (3) arranged on the detection device (4) and a belt strap retractor (5) for rolling up the belt strap (2), characterized in that the detector elements (3) are designed as short-circuit windings, the detection device ( 4) has a first coil (6) for generating a temporally variable magnetic field and an evaluation device (7) for determining an impedance of the first coil (6).

Sensor system (1) Claim 1 , characterized in that adjacent detector elements (3) have a different design.

Sensor system (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the detector elements (3) arranged on the belt strap (2) have such different designs that an exact unrolled length of the belt strap (2) can be determined by detecting two adjacent detector elements (3).

Sensor system (1) Claim 2 or 3 , characterized in that the different design of the detector elements (3) is characterized by a different number of short-circuit windings.

Sensor system (1) according to one of the Claims 2 until 4th , characterized in that the different design of the detector elements (3) is characterized by different diameters of the short-circuit windings and / or different diameters of an electrical conductor (8) forming the short-circuit winding.

Sensor system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (4) is designed for the simultaneous detection of two detector elements (3).

Sensor system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (4) has a test coil (9), the test coil (9) facing away from the belt strap (2).

Sensor system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (7) has a bridge circuit for determining the impedance of the first coil (6).

Sensor system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (4) is arranged on the belt retractor (5) or a height adjustment device (10) of a seat belt system (11) of a motor vehicle (12).

Motor vehicle (12), having a seat belt system (11) for restraining an occupant of the motor vehicle (12), characterized in that the seat belt system (11) has a sensor system (1) according to one of the preceding claims.