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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem, insbesondere für einen Fahrzeugsitz, mit einer Steuereinheit und einem Sicherheitsgurt, der ein Gurtband sowie einen Gurtaufroller aufweist, wobei der Gurtaufroller eine Gurtspule für das Gurtband, einen Drehwinkelsensor mit einer Sensoreinheit und einem drehbaren Messelement und ein die Gurtspule mit dem Messelement koppelndes Getriebe mit wenigstens einem Getriebeelement aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Auszugslänge eines auf einer drehbaren Gurtspule aufgewickelten Gurtbands eines Sicherheitsgurtsystems.
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Es sind verschiedene Einrichtungen zur Bestimmung der Gurtbandauszugslänge bei Sicherheitsgurtsystemen mit Gurtaufrollern bekannt. Die Bestimmung der Gurtbandauszugslänge basiert in der Regel auf der Erfassung der Drehstellung der Gurtspule, auf die das Gurtband aufgewickelt ist. Um den absoluten Drehwinkel der Gurtspule bestimmen zu können, der ausgehend von einer Nullstellung größer als 360° sein kann, wenn die Gurtspule mehr als eine Umdrehung ausgeführt hat, ist es erforderlich, dass neben der Winkelstellung der Gurtspule auch die Anzahl der Umdrehungen der Gurtspule in beide Drehrichtungen erfasst werden kann.
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Erfolgt die Erfassung des Gurtspulen-Drehwinkels mit einer inkrementell bzw. teilabsolut erfassenden Messeinrichtung, bei der nur ein Teil der Gesamtheit der Spulenumdrehungen absolut erfasst wird, z. B. der Bereich einer Umdrehung von 0° - 360°, und dann aufsummiert bzw. inkrementiert wird, ist der absolute Wert des Gurtspulen-Drehwinkels bezogen auf einen festen Referenzpunkt, insbesondere einen Nullpunkt, unbekannt. Außerdem ist nach dem Abschalten und einem Neustart des erfassenden Steuergeräts die vorherige Positionsinformation verloren.
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Es ist grundsätzlich möglich, bei Verwendung einer solchen inkrementell bzw. teilabsolut erfassenden Messeinrichtung wenigstens einen Referenzpunkt vorzusehen, auf den bei Erkennen des inkrementell bzw. teilabsolut erfassten Gurtspulen-Drehwinkels referenziert werden kann. Der absolute Gurtspulen-Drehwinkel kann dann über die Gesamtheit der Gurtspulen-Umdrehungen bestimmt werden. Der Nachteil eines solchen Referenzpunktes ist, dass der erfasste Gurtspulen-Drehwinkel bis zur Erkennung des Referenzpunktes nicht absolut bekannt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Sicherheitsgurtsystem mit einem Gurtaufroller die aktuelle Gurtbandauszugslänge mit einfachen Mitteln, d. h. mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand, möglichst genau zu bestimmen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Sicherheitsgurtsystem, insbesondere für einen Fahrzeugsitz, mit einer Steuereinheit und einem Sicherheitsgurt, der ein Gurtband sowie einen Gurtaufroller aufweist. Der Gurtaufroller hat eine Gurtspule für das Gurtband, einen Drehwinkelsensor mit einer Sensoreinheit und einem drehbaren Messelement, und ein die Gurtspule mit dem Messelement koppelndes Getriebe mit wenigstens einem Getriebeelement. Die Gurtspule hat eine Vollauszug-Position, d.h. eine Winkelposition der Gurtspule, die dem größtmöglichen Gurtbandauszug entspricht, und eine Ghost-Position, d.h. eine Winkelposition der Gurtspule, die dem kleinstmöglichen Gurtbandauszug bei geschlossenem Gurtschloss entspricht, d. h. bei einem geschlossenen Sicherheitsgurt. Dabei ist das Getriebe derart gestaltet, dass das Getriebe die Rotation der Gurtspule, wenn die Gurtspule aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf maximal 1,0 Umdrehungen des Messelements untersetzt. Über die Winkelposition des Messelements, das heißt dem Drehwinkel gegenüber einer Referenzstellung, kann somit der absolute Gurtbandauszug im Bereich zwischen der Vollauszug-Position und der Ghost-Position ermittelt werden, da in diesem Bereich jeder Winkelposition des Messelements eineindeutig eine Auszugslänge des Gurtbands zugeordnet ist. Das bedeutet insbesondere, dass in diesem Bereich die Erfassung der Gurtspulenumdrehungen nicht inkrementell erfolgt. Im Vergleich zu einem System, bei dem die gesamten Gurtspulenumdrehungen, das heißt der Bereich von der Vollauszug-Position bis zur Minimalauszug-Position, auf eine Umdrehung untersetzt und gemessen werden, weist die geringere Untersetzung eine höhere Genauigkeit auf.
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Im Sinne der Erfindung ist die Minimalauszug-Position, eine Winkelposition der Gurtspule, die dem kleinstmöglichen Gurtbandauszug bei nicht geschlossenem Gurtschloss entspricht.
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Selbstverständlich kann das Sicherheitsgurtsystem in bekannter Weise eine Steckzunge am Gurtband und ein fahrzeugfestes Gurtschloss aufweisen.
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Um die Genauigkeit, mit der der Gurtbandauszug im Bereich zwischen der Vollauszug-Position und der Ghost-Position ermittelt werden kann, weiter zu erhöhen, ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Getriebe die Rotation der Gurtspule, wenn die Gurtspule aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf mehr als 0,9, insbesondere mehr als 0,95 Umdrehungen des Messelements untersetzt. Auf diese Weise steht ein besonders großer Winkelbereich zur Verfügung, auf den der Gurtbandauszug in diesem Bereich abgebildet werden kann.
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In einer Ausführungsform ist das Getriebeelement das Messelement, wodurch der Gurtaufroller besonders kompakt gestaltet sein kann.
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Alternativ hierzu kann das Messelement in einer anderen Ausführungsform am Getriebeelement befestigt sein, insbesondere direkt. Hierdurch können sich Vorteile bei der Herstellung ergeben. Zusätzlich oder alternativ können das Messelement und/oder das Getriebeelement gezielt entsprechend ihrer Funktion gestaltet sein, insbesondere ohne dass Kompromisse bei der Gestaltung nötig sind, wie sie bei einem Element erforderlich sein können, dass die Funktionen des Messelements und des Getriebeelements in sich vereint.
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Dabei kann das Messelement insbesondere am letzten Getriebeelement befestigt sein, so dass die Untersetzung zwischen der Gurtspule und dem Messelement maximal ist. Das letzte Getriebeelement ist hierbei das in der Wirkkette zum einleitenden Getriebeelement entgegengesetzte Getriebeelement, insbesondere das ausleitende Getriebeelement des Getriebes.
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In einer weiteren Ausführungsform hat die Gurtspule eine Minimalauszug-Position, d.h. eine Winkelposition der Gurtspule, die dem kleinstmöglichen Gurtbandauszug bei nicht geschlossenem Gurtschloss entspricht. Dabei ist das Getriebe derart gestaltet, dass das Getriebe die Rotation der Gurtspule, wenn die Gurtspule aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf mehr als 1,0 Umdrehungen und weniger als 2,0 Umdrehungen des Messelements untersetzt. Somit kann auch der Bereich zwischen der Ghost-Position und der Minimal-Position auf maximal eine Umdrehung des Messelements abgebildet werden, wodurch die Genauigkeit erhöht wird, mit der der Gurtbandauszug in diesem Bereich gemessen werden kann.
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Um eine besonders gute Messgenauigkeit zu gewährleisten, ist es hierbei von Vorteil, wenn das Getriebe die Rotation der Gurtspule, wenn die Gurtspule aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf mehr als 1,05, insbesondere mehr als 1,10 Umdrehungen des Messelements untersetzt. Auf diese Weise steht ein entsprechend großer Winkelbereich zur Verfügung, auf den der Gurtbandauszug in diesem Bereich abgebildet werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Getriebe die Rotation der Gurtspule, wenn die Gurtspule aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf weniger als 1,5 Umdrehungen des Messelements untersetzt. Da der Gurtbandauszug zwischen der Minimal-Position und der Ghost-Position üblicherweise weniger als die Hälfte des Gutbandauszugs zwischen der Ghost-Position und der Vollauszug-Position beträgt, kann auf diese Weise mittels einer linearen Untersetzung eine besonders hohe Genauigkeit sichergestellt werden. Ferner ist ein Getriebe mit einer linearen Untersetzung besonders kostengünstig.
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Der Drehwinkelsensor kann ein magnetischer Sensor, ein optischer Sensor und/oder ein induktionsbasierter Sensor sein. Diese Sensoren zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit aus und sind ferner kostengünstig sowie verschleißarm.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Getriebe ein einstufiges Getriebe, wodurch es besonders einfach aufgebaut und kompakt gestaltet sein kann.
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Alternativ hierzu kann das Getriebe in einer weiteren Ausführungsform ein mehrstufiges Getriebe sein, wodurch es an verschiedene Anforderungen besonders gut angepasst sein kann. Insbesondere können bestimmte Übersetzungen mittels eines mehrstufigen Getriebes genauer, kompakter und/oder kostengünstiger bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das Sicherheitsgurtsystem ein Gurtschloss und eine mit dem Gurtband gekoppelte Steckzunge für das Gurtschloss, das in einem geschlossenen Zustand über die Steckzunge mit dem Gurtband gekoppelt ist. Insbesondere weist das Gurtschloss hierbei einen Gutschlosssensor auf, der dazu eingerichtet ist, zu ermitteln, ob das Gurtschloss geschlossen, d.h. die Steckzunge mit dem Gurtschloss verrastet ist, oder geöffnet ist. Auf diese Weise kann der Zustand des Gurtschlosses als Parameter zur Bestimmung des Gurtbandauszugs verwendet werden. Insbesondere bedeutet ein geschlossenes Gurtschloss, dass sich der Gurtbandauszug im Bereich zwischen der Ghost-Position und der Vollauszug-Position befindet, so dass dieser Bereich zuverlässig von dem Bereich zwischen der Minimal-Position und der Ghost-Position abgegrenzt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe auch ein Verfahren zur Bestimmung der Auszugslänge eines auf einer drehbaren Gurtspule aufgewickelten Gurtbands eines Sicherheitsgurtsystems vorgesehen, wobei die Gurtspule eine Vollauszug-Position und eine Ghost-Position hat. Hierbei werden die folgenden Schritte durchgeführt:
- Detektieren, ob eine Steckzunge des Sicherheitsgurtsystems im Gurtschloss des Sicherheitsgurtsystems eingesteckt ist,
- Messen, wenn die Steckzunge im Gurtschloss eingesteckt ist, der Winkelposition eines Messelements, das mittels eines Getriebes mit der Gurtspule gekoppelt ist, wobei die Rotation der Gurtspule, wenn die Gurtspule aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, vom Getriebe auf maximal 1,0 Umdrehungen des Messelements untersetzt wird, und
- Bestimmen der Auszugslänge des Gurtbands anhand der gemessenen Winkelposition.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der absolute Gurtbandauszug im Bereich zwischen der Ghost-Position und der Vollauszug-Position mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand sehr genau ermittelt werden kann, indem die Winkelposition eines Messelements bestimmt wird, wobei jeder Winkelposition in diesem Bereich mittels des Getriebes eineindeutig eine Auszugslänge des Gurtbands zugeordnet ist.
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Die Information, dass das Gurtschloss geschlossen ist, d.h., die Steckzunge ist im Gurtschloss eingesteckt und mit diesem verrastet, wird hierbei ebenfalls zur Bestimmung der Auszugslänge herangezogen, um sicherzustellen, dass sich der Gurtbandauszug im Bereich zwischen der Ghost-Position und der Vollauszug-Position befindet.
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Die Vorteile und Merkmale, die zum Sicherheitsgurtsystem erläutert werden, gelten gleichermaßen für das Verfahren und umgekehrt.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Rotation der Gurtspule, wenn die Gurtspule aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf mehr als 0,9, insbesondere mehr als 0,95 Umdrehungen des Messelements untersetzt. Hierdurch wird die Genauigkeit erhöht, mit der der absolute Gurtbandauszug zwischen der Ghost-Position und der Vollauszug-Position ermittelt werden kann, da die Auszugslänge des Gurtbands in diesem Bereich auf einen besonders großen Winkelbereich des Messelements abgebildet wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- ― 1 in einer schematischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Sicherheitsgurtsystem, das einen Gurtaufroller mit einem Getriebe und einem Drehwinkelsensor aufweist, und
- ― 2 in einer schematischen Detailansicht das Getriebe und den Drehwinkelsensor des Gurtaufrollers gemäß 1.
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In 1 ist ein Sicherheitsgurtsystem 10 gezeigt, das dazu vorgesehen ist, um mit diesem eine Person oder ein Objekt auf einem dem Sicherheitsgurtsystem 10 zugeordneten Sitz 12 anzuschnallen und somit zu sichern.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sitz 12 ein Fahrzeugsitz. Grundsätzlich kann der Sitz 12 jedoch ein beliebiger Sitz sein.
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Ferner ist das Sicherheitsgurtsystem 10 nicht auf die Anwendung in Kombination mit einem Sitz 12 beschränkt, sondern kann für beliebige Vorrichtungen vorgesehen sein, bei denen ein Objekt mittels des Sicherheitsgurts des Sicherheitsgurtsystems 10 gesichert werden soll.
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Das Sicherheitsgurtsystem 10 umfasst eine Steuereinheit 14, einen Sicherheitsgurt 16 mit einem Gurtband 18 und einem Gurtaufroller 20 für das Gurtband 18, ein Gurtschloss 22 sowie eine mit dem Gurtband 18 gekoppelte Steckzunge 24.
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Die Steuereinheit 14 kann Teil des Gurtaufrollers 20, eine separate Einheit im Fahrzeug oder Teil eines Bordcomputers des Fahrzeugs sein.
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Das Gurtschloss 22 ist dazu eingerichtet, dass die Steckzunge 24 mit dem Gurtschloss 22 verrastet, wenn die Steckzunge 24 in das Gurtschloss 22 gesteckt wird. Hierdurch wird das Gurtschloss 22 geschlossen und die Steckzunge 24 ist am Gurtschloss 22 sicher befestigt.
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Durch Druck auf einen nicht dargestellten Entriegelungsmechanismus, beispielsweise ein Druckknopf am Gurtschloss 22, wird das Gurtschloss 22 entriegelt und die Steckzunge 24 freigegeben.
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Das Gurtschloss 22 weist ferner einen Gurtschlosssensor 26 auf, der signalübertragend mit der Steuereinheit 14 verbunden und dazu eingerichtet ist, den Gurtschlossstatus zu ermitteln, d.h. ob das Gurtschloss 22 sich im geschlossenen Zustand befindet oder nicht.
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Der Gurtaufroller 20 umfasst eine Gurtspule 28, die zum Bereitstellen, d.h. zum Auf- und Abwickeln, des Gurtbands 18 vorgesehen ist, einen Drehwinkelsensor 30 mit einer Sensoreinheit 32 (siehe 2) und einem Messelement 34, sowie ein Getriebe 36.
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Die Gurtspule 28 ist um die Drehachse R (siehe 2) drehbar in einem Rahmen 38 des Gurtaufrollers 20 gelagert.
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Um zu gewährleisten, dass das Gurtband 18 stets straff gespannt ist, hat der Gurtaufroller 20 eine Gurtstraffeinrichtung (nicht dargestellt), die allgemein aus dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise in Form eines Federmechanismus und/oder eines elektrisch angetriebenen Gurtstraffers.
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Der Gurtschlossstatus gibt Auskunft darüber, ob die Steckzunge 24 des Sicherheitsgurts 16 in das dafür vorgesehene Gurtschloss 22 eingesteckt ist. Ist dies der Fall, kann dies zweierlei bedeuten: Entweder wurde eine gewisse Länge an Gurtband 18 ausgezogen, um auf dem zugehörigen Sitz 12 einen Fahrzeuginsassen, einen Kindersitz oder einen sonstigen Gegenstand anzuschnallen (in 1 ist der Verlauf des Gurtbands 18 für diesen Fall strichliniert dargestellt); oder das Gurtband 18 ist nur minimal ausgezogen, sodass zwar die Steckzunge 24 in das Gurtschloss 22 gesteckt ist, jedoch ohne dass eine Person oder ein Gegenstand auf dem zugehörigen Sitz 12 angeschnallt wurde. In diesem Fall verläuft das Gurtband 18 dicht am Sitz 12 und liegt insbesondere an zumindest einer Stelle am Sitz 12 an. Der diesem Mininmalauszug des Gurtbands 18 bei im Gurtschloss 22 eingesteckte Steckzunge 24 entsprechende absolute Drehwinkel der Gurtspule 28 wird als Ghost-Position bezeichnet.
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Ferner wird der absolute Drehwinkel der Gurtspule 28, der einem maximalen Auszug des Gurtbands 18 entspricht, als Vollauszug-Position und der absolute Drehwinkel der Gurtspule 28, der einem minimalen Auszug des Gurtbands 18 Drehwinkel der Gurtspule 28 bei nicht eingesteckter Steckzunge 24 entspricht, als Minimal-Position bezeichnet.
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Anhand der 2 wird nachfolgend der Aufbau des Getriebes 36 des Gurtaufrollers 20 erläutert.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das Getriebe 36 ein 2-stufiges Stirnradgetriebe mit einem Ritzel 40, einem ersten Getriebeelement 42 in Form eines ersten Zahnrads und einem zweiten Getriebeelement 44 in Form eines zweiten Zahnrads, wobei das Ritzel 40 über das erste Getriebeelement 42 mit dem zweiten Getriebeelement 44 gekoppelt ist.
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Das zweite Getriebeelement 44 ist hierbei das letzte Getriebeelement in der Wirkkette des Getriebes 36, wobei das Ritzel 40 das einleitende Getriebeelement bildet.
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Selbstverständlich kann das Getriebe 36 in einer alternativen Ausführungsform ein einstufiges Getriebe oder ein mehrstufiges Getriebe mit einer beliebigen Anzahl an Getriebestufen sein.
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Auch ist das Getriebe 36 nicht auf ein, insbesondere reines, Zahnradgetriebe beschränkt.
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Ferner kann anstelle eines Ritzels 40 ein beliebiges einleitendes Getriebeelement vorgesehen sein, um die Rotation der Gurtspule 28 in das Getriebe 36 einzuleiten, d.h. die Gurtspule 28 mit dem Getriebe 36 zu koppeln.
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Das Ritzel 40 ist koaxial zur Drehachse R ausgerichtet sowie drehfest mit der Gurtspule 28 gekoppelt, sodass eine Rotation der Gurtspule 28 um die Drehachse R 1:1 in das Ritzel 40 übertragen wird.
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Das Getriebe 36 hat ein Übersetzungsverhältnis, so dass sich das zweite Getriebeelement 44 um einen Drehwinkel a von 350° dreht, wenn die Gurtspule 28 aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Getriebe 36 ein anderes Übersetzungsverhältnis aufweisen, unter der Bedingung, dass sich das zweite Getriebeelement 44 um einen Drehwinkel a von maximal 360° dreht, wenn die Gurtspule 28 aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird. Das bedeutet, die Rotation der Gurtspule 28 wird auf maximal 1,0 Umdrehungen des zweiten Getriebeelements 44 untersetzt, wenn die Gurtspule 28 aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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Beispielsweise hat das Getriebe 36 ein solches Übersetzungsverhältnis, dass sich das zweite Getriebeelement 44 um einen Drehwinkel a von mindestens 324°, insbesondere von mindestens 342° dreht, wenn die Gurtspule 28 aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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Des Weiteren ist die ausziehbare Gurtlänge des Gurtbands 18 derart, dass sich das zweite Getriebeelement 44 um einen Drehwinkel a von 500° dreht, wenn die Gurtspule 28 aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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Grundsätzlich kann sich das zweite Getriebeelement 44 um einen beliebigen Drehwinkel a drehen, wenn die Gurtspule 28 aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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Vorzugsweise dreht sich das zweite Getriebeelement 44 um einen Drehwinkel a von weniger als 540°, wenn die Gurtspule 28 aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann sich das zweite Getriebeelement 44 um einen Drehwinkel a von mehr als 378°, insbesondere von mehr als 396°, drehen, wenn die Gurtspule 28 aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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Zum Beispiel hat das Getriebe 36 ein Übersetzungsverhältnis, so dass sich das zweite Getriebeelement 44 um einen Drehwinkel a von mehr als 360° und weniger als 720° dreht, wenn die Gurtspule 28 aus der Minimal-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird.
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In der dargestellten Ausführungsform ist der Drehwinkelsensor 30 ein magnetischer Sensor.
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Das Messelement 34 ist durch zwei magnetische Drehwinkelgeber 46 gebildet, die am zweiten Getriebeelement 44 befestigt sind.
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Der Drehwinkelsensor 30 ist hierbei dazu eingerichtet, mittels der Sensoreinheit 32 und der Drehwinkelgeber 46 die Winkelstellung des Messelements 34 und damit den Drehwinkel a des zweiten Getriebeelements 44 zu ermitteln.
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Derartige Drehwinkelsensoren 30 sind hinreichend bekannt, so dass an dieser Stelle auf deren Aufbau und Funktionsweise nicht weiter eingegangen wird.
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Selbstverständlich kann der Drehwinkelsensor 30 beliebig gestaltet sein, insbesondere mit einer beliebigen Anzahl an Drehwinkelgebern 46.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Drehwinkelsensor 30 in einer weiteren alternativen Ausführungsform ein beliebiger Sensor zum Ermitteln des Drehwinkels sein, beispielsweise ein optischer Drehwinkelsensor oder ein induktionsbasierter Drehwinkelsensor.
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Denkbar ist auch, dass das Messelement 34 Teil eines Getriebeelements 42, 44, insbesondere des zweiten Getriebeelements 44, oder identisch mit diesem ist.
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Der Drehwinkelsensor 30 ist über die Sensoreinheit 32 mit der Steuereinheit 14 signalübertragend verbunden.
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Die Steuereinheit 14 umfasst eine Speichereinheit 48, in der ein absoluter Wert für die Gurtbandlänge hinterlegt ist, die von der Gurtspule 28 ausgezogen wird, um die Gurtspule 28 von der Ghost-Position in die Vollauszug-Position zu verstellen. Dieser Wert wird im Folgenden als Nominalwert bezeichnet.
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Des Weiteren ist in der Speichereinheit 48 ein Wert für die Gurtbandlänge hinterlegt, die von der Gurtspule 28 ausgezogen wird, um die Gurtspule 28 von der Minimal-Position in die Ghost-Position zu verstellen. Dieser Wert wird im Folgenden als Minimalwert bezeichnet.
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Die maximal ausziehbare Gurtbandlänge, d.h. die Gurtbandlänge, die von der Gurtspule 28 ausgezogen wird, um die Gurtspule 28 von der Minimal-Position in die Vollauszug-Position zu verstellen, entspricht somit der Summe aus Minimalwert und Nominalwert.
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Die Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, das folgende Verfahren zur Bestimmung der aktuellen Auszugslänge des Gurtbands 18 auszuführen.
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Zum Ermitteln des aktuellen Gurtbandauszugs, d.h. der aktuellen Auszugslänge des Gurtbands 18, wird in einem Schritt der Gurtschlossstatus mittels des Gurtschlosssensors 26 ermittelt.
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Ferner wird in einem weiteren Schritt der absolute Drehwinkel a des zweiten Getriebeelements 44 mittels des Drehwinkelsensors 30 ermittelt.
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Als Referenzstellung zur Ermittlung des absoluten Drehwinkels a wird beispielsweise die Winkelstellung des zweiten Getriebeelements 44 in der Vollauszug-Position der Gurtspule 18 herangezogen, da diese Stellung unabhängig von äußeren Faktoren, wie der Sitzstellung, immer gleich ist.
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Ist die Steckzunge 24 in das Gurtschloss 22 gesteckt und das Gurtschloss 22 somit geschlossen, so entspricht der aktuelle absolute Gurtbandauszug der Summe aus Minimalwert und dem Anteil des Nominalwerts, der dem gemessenen absoluten Drehwinkel a entspricht.
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Dadurch, dass die Rotation der Gurtspule 28, wenn die Gurtspule 28 aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf einen Drehwinkel a von 350° des zweiten Getriebeelements 44 untersetzt ist, ist auch die Auszugslänge des Gurtbands 18 in diesem Bereich auf einen Drehwinkel a von 350° des zweiten Getriebeelements 44 untersetzt.
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Ferner ist die Abbildung linear, so dass über den gesamten Bereich, d.h. von der Ghost-Position bis zur Vollauszug-Position, eine Änderung des Gurtbandauszugs eine entsprechende Änderung des Drehwinkels a zur Folge hat. Beträgt der Nominalwert beispielsweise 700 mm, so ändert sich der Gurtbandauszug in der vorliegenden Ausführungsform um 700 mm pro 350°, d.h. um 2 mm pro 1°.
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Beträgt der Minimalwert beispielsweise 500 mm und der ermittelte absolute Drehwinkel α 120°, so beträgt der aktuelle absolute Gurtbandauszug in der vorliegenden Ausführungsform 740 mm (= 500 mm + 120° × 2 mm/°).
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Ist dagegen die Steckzunge 24 nicht in das Gurtschloss 22 gesteckt, so lässt sich die Auszugslänge des Gurtbands 18 nur relativ ermitteln.
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Hierbei kann in einer Näherung der aktuelle absolute Gurtbandauszug gleich dem Anteil des Nominalwerts gesetzt werden, der dem gemessenen absoluten Drehwinkel a entspricht. Das heißt, im Gegensatz zum geschlossenen Gurtschloss 22 wird der Minimalwert nicht zum Anteil des Nominalwerts hinzuaddiert, um den Gurtbandauszug bei geöffnetem Gurtschloss 22 zu berechnen.
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Als weitere Informationen zur genaueren Bestimmung der Gurtbandauszugslänge können beispielsweise die Position eines Gurthöhenverstellers 50 (siehe 1) des Sicherheitsgurtsystem 10, die Sitzposition sowie der Verstellweg eines Sitzhöhenverstellers 52 des Sitzes 12 dienen. Diese Informationen werden, soweit aktuell verfügbar, als zusätzliche Eingangsgrößen zur Gurtbandauszugslängenbestimmung herangezogen und helfen dabei, die Messgenauigkeit des Gurtbandauszugs zu erhöhen.
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Wie beschrieben ist die Untersetzung des Getriebes 36 derart gestaltet, dass bei geschlossenem Gutschloss 22 immer die Rotation der Gurtspule 28, wenn die Gurtspule 28 aus der Ghost-Position in die Vollauszug-Position verstellt wird, auf maximal 1,0 Umdrehungen des Messelements 34 untersetzt ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Nominalwert stets auf maximal eine Umdrehung des Messelements 34 abgebildet ist, unabhängig von anderen Faktoren, die die Auszugslänge des Gurtbands 18 in diesem Bereich beeinflussen, wie die Position des Gurthöhenverstellers 50, die Sitzposition sowie der Verstellweg des Sitzhöhenverstellers 52.
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Bei einem verstellbaren Sitz und/oder Sicherheitsgurt ist es ferner von Vorteil, wenn für jede Sitz- und/oder Sicherheitsgurtstellung jeweils ein entsprechender Minimalwert und/oder Nominalwert in der Speichereinheit 48 hinterlegt ist, der zur Ermittlung des aktuellen Gurtbandauszugs herangezogen wird, um die Genauigkeit der ermittelten Auszugslänge des Gurtbands 18 zu verbessern.
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Mit dem oben beschriebenen Verfahren sowie dem Sicherheitsgurtsystem 10 ist somit die aktuelle absolute Gurtbandauszugslänge mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand sehr genau und dauerhaft bestimmbar, insbesondere im Bereich zwischen der Vollauszug-Position und der Ghost-Position.
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Ein Grund hierfür ist das kleinere Untersetzungsverhältnis und die geringe Anzahl an Zahnflankenwechseln, die im Vergleich zu einem System erforderlich sind, bei der die gesamten Gurtspulenumdrehungen von der Minimal-Position bis zur Vollauszug-Position auf eine Umdrehung des Messelements 34 untersetzt und gemessen werden.
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In Kombination mit dem Gurtschlossstatus ergibt sich ein absolutes Gurtbandauszugssignal auch nach undefinierten Zuständen, beispielsweise nach einem Stromausfall. Auf diese Weise kann im Bereich zwischen der Vollauszug-Position und der Ghost-Position zu jeder Zeit zuverlässig eine absolute Auszugslänge des Gurtbands 18 ermittelt werden. Das Sicherheitsgurtsystem 10 ist somit ein „True Power on“ System.
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Des Weiteren können vorhandene Sicherheitsgurtsysteme mit geringem Aufwand zum zuvor beschriebenen Sicherheitsgurtsystem 10 erweitert werden, da bei Verwendung des bestehenden Getriebes nur wenige zusätzliche Bauteile erforderlich sind.
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Weitere Vorteile des einfachen Aufbaus des Sicherheitsgurtsystems 10 sind, dass es besonders kostengünstig herstellbar ist sowie besonders platzsparend gestaltet sein kann.
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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.
