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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung oder Steuerung eines Rückhaltesystems eines Fahrzeugs durch Einstellung einer an einem Sicherheitsgurt wirkenden Gurteinzugskraft.
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Darüber hinaus sind zur kontinuierlichen Anpassung der Gurteinzugskraft weitere Verfahren bekannt. Aus der
DE 103 10 069 A1 ist es bekannt, Messwerte für die am Gurtband wirkenden Zugkräfte, d. h. Kraftmesssignale, während des normalen Fahrbetriebs oder während einer Precrash-Phase oder während eines Unfalls zu bestimmen und für eine Regelung oder Steuerung des Rückhaltesystems zu verwenden.
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Aus der
DE 196 36 448 C2 ist es bekannt, die Position des eigenen Fahrzeugs relativ zu einem in der Nähe des Fahrzeugs erfassten Objekts zu bestimmen und in Abhängigkeit von der Bestimmung der Nähe des Objekts zum eigenen Fahrzeug ein Gurtspannungssteuerungsmechanismus zu steuern. Mittels des Gurtspannungssteuerungsmechanismus wird dabei der Sicherheitsgurt in eine vorbestimmte Anzahl von Modi mit vorgegebenen, unterschiedlichen Gurtspannungswerten gehalten.
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Weitere Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung oder Regelung eines Rückhaltesystems sind aus der
US 2005/0150704 A1 , der
US 2005/0154517 A1 ,
US 5 558 370 A ,
EP 1 454 806 A2 und
JP 2005 028 930 A bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Rückhaltesystems eines Fahrzeugs anzugeben, dass neben dem Sicherheitskomfort einen Bedienkomfort für das Rückhaltesystem ermöglicht.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass an mindestens einem Rückhaltesystem mindestens eine Bedien-, Sicherheits- und/oder Komfortfunktion eingestellt wird, indem eine am Sicherheitsgurt wirkende Gurteinzugskraft situationsbezogen angepasst wird.
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Unter der Gurteinzugskraft (auch Gurtrückhaltekraft genannt) wird insbesondere die am Sicherheitsgurt wirkende Zugkraft beim Anlegen, Ablegen des Sicherheitsgurtes bzw. beim Rückhalten des Insassen verstanden. Ein Erhöhen der Gurteinzugskraft bewirkt dabei ein Straffen des Sicherheitsgurtes; eine Reduzierung der Gurteinzugskraft bewirkt ein Lockern des Sicherheitsgurtes. Unter einer Bedienfunktion des Rückhaltesystems wird insbesondere die Unterstützung des Insassen beim Anlegen und Ablegen des Sicherheitsgurtes, beispielsweise durch ein Lockern oder Straffen des Sicherheitsgurtes, verstanden. Unter einer Sicherheitsfunktion des Rückhaltesystems wird insbesondere die in einer kritischen Situation erforderliche Rückhaltung des Insassen durch den Sicherheitsgurt und somit ein starkes Straffen des Sicherheitsgurtes verstanden. Unter einer Komfortfunktion wird insbesondere die Einstellung eines individuellen Trageniveaus am Sicherheitsgurt verstanden.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch eine insbesondere fortlaufende, an die jeweilige Fahrzeugsituation bzw. Umgebungssituation angepasste Einstellung des Sicherheitsgurtes eine verbesserte Komfortfunktion, Sicherheitsfunktion bzw. Bedienfunktion des Sicherheitsgurtes ermöglicht ist. Hierzu wird sowohl die momentane Betriebssituation des eigenen Fahrzeugs als auch die Umgebung des Fahrzeugs bestimmt, so dass mit der Bestimmung der Situation eine entsprechende Gurteinzugskraft beispielsweise im angelegten Zustand als auch beim An- bzw. Abschnallen eingestellt wird und eine an die momentane Situation angepasste Rückhaltung des Fahrzeuginsassen bzw. eine Unterstützung des Fahrzeuginsassen beim An- bzw. Ablegen des Sicherheitsgurtes erfolgt. Dies führt zu einer deutlichen Verbesserung und Erhöhung des Gurttrage-, des Gurtsicherheits- bzw. des Gurtbedienkomforts.
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So wird für einen verbesserten Gurtbedienkomfort die Gurteinzugskraft beim Aufschließen des Fahrzeugs und/oder bei Betätigung einer Zentralverriegelung des Fahrzeugs auf einen vorgegebenen Gurtanlegewert verringert. Durch die Verringerung der Gurteinzugskraft bereits mit dem Entriegeln des Fahrzeugs wird der Fahrzeuginsasse beim anschließenden Anlegen des Sicherheitsgurtes unterstützt, indem sich der Sicherheitsgurt aufgrund der Absenkung der Kraft auf ein definiertes Bedienkomfortniveau leichter betätigen und anlegen lässt.
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Eine Verringerung der Gurteinzugskraft erfolgt insbesondere dann, wenn das Fahrzeug steht. Auch wird vorab geprüft, ob der jeweilige Sicherheitsgurt nicht bereits angelegt ist.
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Darüber hinaus wird bei Erkennen der Belegung eines Sitzes durch einen Insassen die Gurteinzugskraft auf einen vorgegebenen Gurtanlegewert verringert, so dass das Anschnallen erleichtert wird. Zudem ist eine sitzplatzbezogene und somit individuelle Einstellung der Gurteinzugskraft am betreffenden Sicherheitsgurt ermöglicht.
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Für einen während der Fahrt angenehmen Tragekomfort wird die Gurteinzugskraft nach Beendigung des Anschnallvorgangs auf einen vorgegebenen Gurtanlegewert gleichmäßig und langsam erhöht. Hierzu wird beispielsweise das Schließen des Gurtschlosses überwacht. Somit kann die durch das Anschnallen und die abgesenkte Gurteinzugskraft vorhandene Gurtlose vor oder mit Fahrtbeginn reduziert und entfernt werden, so dass der Insasse hinreichend sicher vom Sicherheitsgurt gehalten wird.
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Als eine weitere Situation wird das Öffnen einer Fahrzeugtür identifiziert und zur Einstellung der Gurteinzugskraft auf einen vorgegebenen Gurtanlegewert verwendet. Insbesondere wird die Gurteinzugskraft auf ein den Insassen unterstützendes Bedienkomfortniveau zum Anlegen des Gurtes abgesenkt.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Gurteinzugskraft nach Beendigung des Anschnallvorgangs und Ablauf einer vorgegebenen Zeit und/oder bei Erreichen einer vorgegebenen Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs langsam erhöht werden. Auch hierdurch wird die Gurtlose minimiert, indem die Gurteinzugskraft auf ein vorgegebenes Gurttrageniveau oder auf ein vorgegebenes Kraftniveau erhöht wird. Alternativ kann nach dem Ausziehen des Sicherheitsgurts auf einen vorgegebenen maximalen Auszugswert und einem anschließenden Verringern des Gurtauszugs auf einen vorgegebenen Gurtanlegewert die Gurteinzugskraft langsam und stetig zur Minimierung der Gurtlose erhöht werden.
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Eine langsame stetige und deutlich kurze Erhöhung der Gurteinzugskraft erfolgt nach Beendigung des Anschnallvorgangs und Ablauf einer vorgegebenen Zeit und/oder bei Erreichen einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit, um die Gurtloseminimierung beispielsweise bei Vorliegen einer hohen Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs schnell zu bewirken. Auch kann die Gurteinzugskraft bei einer außerhalb der Optimalposition identifizierten Sitzbelegungserkennung deutlich erhöht werden.
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Des Weiteren wird bei Abstellen des Fahrzeugmotors, beim Ziehen des Zündschlüssels oder bei Betätigung des Gurtschlosses zum Abschnallen des Sicherheitsgurtes die Gurteinzugskraft deutlich auf einen vorgegebenen Wert oder ein Kraftniveau zur Unterstützung des Ablegens des Sicherheitsgurtes erhöht. Hierdurch wird ein sicheres Aufrollen des Sicherheitsgurtes ermöglicht.
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Bei Vorliegen einer weiteren Situation, nämlich nach Ablegen des Sicherheitsgurts, insbesondere nach dem Erreichen eines vorgegebenen Gurtlängenminimums oder nach dem Schließen des Fahrzeugs oder nach einem Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit wird die Gurteinzugskraft vom Trageniveau auf ein vorgegebenes Bedienniveau eingestellt. D. h. der Sicherheitsgurt wird für einen guten Bedienkomfort entsprechend gelockert, so dass beim nächsten Anschnallen die Auszugskraft reduziert ist und der Insasse beim Ziehen des Sicherheitsgurtes unterstützt wird.
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Um ein Klappern eines nicht benötigten Sicherheitsgurtes bei unebenen Straßen und somit während der Fahrt zu vermeiden, wird die Gurteinzugskraft bei einem nicht belegten Sitz und bei Vorliegen einer Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen vorgegebenen Gurtanlegewert, insbesondere auf einem gegenüber dem Bedienniveau höheren Wert eingestellt.
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Auch beim Fahren mit offenem Verdeck und/oder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und bei einem nicht belegten Sitz wird die Gurteinzugskraft insbesondere auf einen vorgegebenen Gurtanlegewert eingestellt und gegenüber dem normalen Bedienniveau erhöht, so dass der Gurt gestrafft wird und ein Flattern des Gurtes verhindert oder zumindest vermindert wird. Dabei kann die Einstellung der Gurteinzugskraft auch geschwindigkeitsabhängig erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird bei Identifizierung einer sportlichen Fahrweise und/oder einer kurvenreichen Fahrt die Gurteinzugskraft sitzplatzbezogen eingestellt, insbesondere beim Fahrer und den übrigen Insassen unterschiedlich und individuell eingestellt. Hierbei wird die unterschiedliche Wahrnehmung von Fahrsituationen durch den Fahrer und durch einen anderen Insassen berücksichtigt und der Sicherheitsgurt entsprechend schwach oder stark gestrafft bzw. gelockert.
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Zur Verbesserung des Gurttragekomforts in kritischen Situationen wird die Gurteinzugskraft und/oder die Gurthaltekraft vor oder bei situationsbedingten und zu erwartenden Querbeschleunigungen entsprechend eingestellt oder angepasst, d. h. der Sicherheitsgurt wird stark gestrafft.
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Für die dargestellten situationsbezogenen Einstellungen der Gurteinzugskraft werden zur Bestimmung der Situation der Lenkwinkel, die Querbeschleunigung, die Gierrate, die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Straßenverlauf anhand von Sensoren und/oder von Daten eines Navigationssystems, z. B. anhand von digitalen Straßenkarten bestimmt. Die Messwerte werden einer Auswerteeinheit zur Bestimmung der Betriebs- und/oder Umgebungssituation zugeführt, anhand der eine der Bedien-, Sicherheits- und/oder Komfortfunktionen am Rückhalte- oder Gurtkomfortsystem eingestellt wird, indem die am Sicherheitsgurt wirkende Gurteinzugskraft in Abhängigkeit von der ermittelten Situation über eine Stelleinrichtung einstellbar ist. Als Stelleinrichtung für den Gurtspannungsmechanismus dient beispielsweise eine herkömmliche Federstelleinrichtung zur kontinuierlichen Einstellung einer Federkraft an einer Rückzugsfeder des Sicherheitsgurts oder ein mit einer Wickelwelle verbundener Elektromotor zur Einstellung der Gurtspannung am Sicherheitsgurt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 schematisch eine Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Rückhaltesystems mit einem Sicherheitsgurt und einer Auswerteeinheit zur Bestimmung einer Betriebs- und/oder Umgebungssituation und einer Stelleinrichtung zur Einstellung mindestens einer Bedienfunktion am Rückhaltesystem, und
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2 ein Kraft-Zeit-Diagramm zur Darstellung des Kraftverlaufs für eine verbesserte Gurtbedien- und Gurttragekomfortfunktion.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Steuerung oder Regelung eines Rückhaltesystems 2 (auch Gurtkomfortsystem genannt) mit einem Sicherheitsgurt 3, der mittels einer Stelleinrichtung 4 angesteuert wird.
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Bei der Stelleinrichtung 4 handelt es sich um eine herkömmliche Stelleinrichtung, beispielsweise um eine Federstelleinrichtung mit einer Rückzugsfeder für den Gurtaufroller oder um eine Wickelwelle für den Gurtaufroller, die mit einem Elektromotor verbunden ist.
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Für eine situationsbezogene Einstellung der Gurteinzugskraft ist eine Auswerteeinheit 5 zur Bestimmung einer Betriebs- und/oder Umgebungssituation des Fahrzeugs vorgesehen. Der Auswerteeinheit 5 werden beispielsweise von nicht näher dargestellten Sensoren und/oder Steuergeräten und/oder anderen Fahrzeugsystemen Messwerte M1 bis Mn zugeführt. Als Messwerte M1 bis Mn zur Bestimmung einer Situation werden beispielsweise der Lenkwinkel, die Querbeschleunigung, die Gierrate, die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs und/oder die Position eines vorausliegenden Objekts und/oder die Daten einer digitalen Straßenkarte und somit eine Information über den Kurvenverlauf der vorausliegenden Straße der Auswerteeinheit 5 zugeführt.
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Die erfassten Messwerte M1 bis Mn werden mittels der Auswerteeinheit 5 zur Steuerung oder Regelung der Gurteinzugskraft verwendet. Dabei wird durch eine situationsbezogene und situationsabhängige Steuerung oder Regelung der Gurteinzugskraft beispielsweise die Rückzugskraft verändert.
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Nachfolgend werden mehrere Situationen beschrieben, anhand derer durch Anpassung der Gurteinzugskraft eine Bedien-, Sicherheits- und/oder Komfortfunktion am Sicherheitsgurt 3 eingestellt wird.
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So wird der Bedienkomfort, der Gurtanlegekomfort bzw. der Gurtanschnallkomfort verbessert, indem die Gurteinzugskraft sitzplatzbezogen für den jeweiligen Sicherheitsgurt 3 oder fahrzeugbezogen für alle Sicherheitsgurte 3 reduziert wird in den folgenden Situationen:
- – beim Aufschließen des Fahrzeugs,
- – beim Öffnen des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeugtür
und/oder
- – beim Erkennen eines Insassen auf einem Sitz.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird, um die Gurtlose zu minimieren, die Gurteinzugskraft auf Gurttrageniveau oder auf ein höheres Kraftniveau erhöht in den folgenden Situationen:
- – nach dem Anschnallen des Sicherheitsgurtes 3,
- – nach einer bestimmten Zeit nach dem Anschnallen,
- – ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – nach der Drehrichtungsumkehr des Aufrollens beim Anschnallen
und/oder
- – nach dem Anfahren des Fahrzeugs.
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Zudem kann die Gurteinzugskraft in weiteren Situationen, z. B. nach einer bestimmten Zeit:
- – auf ein optimales Gurttragekomfortniveau reduziert
oder
- – auf ein individuelles einstellbares Gurttrageniveau reduziert werden.
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Für eine Komforteinstellung des Sicherheitsgurts 3 während der Fahrt des Fahrzeugs kann die Gurteinzugskraft in folgenden Situationen wie folgt angepasst oder eingestellt werden:
- – bei höheren Geschwindigkeiten wird die Gurteinzugskraft erhöht, so dass der Gurt gestrafft wird;
- – die Gurteinzugskraft kann beim Fahrer oder Beifahrer oder bei einem Insassen individuell eingestellt werden;
- – bei kurvenreichen Straßen kann die Gurteinzugskraft erhöht werden, so dass der Gurt gestrafft wird und der Insasse einen besseren Halt hat;
- – bei einer sportlichen Fahrweise bzw. bei einem eingestellten Modus ”sportliche Fahrweise” kann die Gurteinzugskraft entsprechend eingestellt, insbesondere erhöht werden;
- – beim Fahren mit offenem Verdeck kann die Gurteinzugskraft erhöht werden, um beispielsweise ein Flattern des Sicherheitsgurtes 3 zu verhindern oder zu vermindern; oder
- – um ein sicheres Aufrollen des Sicherheitsgurts 3 zu ermöglichen.
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Eine deutliche Erhöhung der Gurteinzugskraft und somit ein starkes Straffen und/oder Einziehen des Sicherheitsgurtes 3 wird in den folgenden Situationen ausgeführt:
- – beim Abstellen des Motors,
- – beim Ziehen des Zündschlüssels und/oder
- – beim Abschnallen des Sicherheitsgurtes 3, um ein sicheres Aufrollen des Sicherheitsgurtes 3 zu ermöglichen;
oder
- – beim nicht belegten Sitz, um ein Klappern bei unebenen Straßen, z. B. bei Geländefahrten zu vermeiden,
oder
- – beim Vorbeugen des Insassen, um einen sicheren Halt des Insassen zu ermöglichen.
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Eine Verringerung der Gurteinzugskraft beispielsweise vom Sicherheitskomfortniveau oder Tragekomfortniveau auf ein Bedienkomfortniveau erfolgt nach dem Ablegen des Sicherheitsgurtes 3, d. h. das Gurtlängenminimum ist erreicht, nach dem Schließen oder Verriegeln des Fahrzeugs, nach Öffnen der Tür und wieder Schließen oder Ablauf einer langen Zeit.
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Darüber hinaus kann die Gurteinzugskraft auch anhand von weiteren, nicht näher beschriebenen Situationen, die die Betriebsfunktionen und/oder die Umgebung des Fahrzeugs näher charakterisieren und anhand von weiteren Messwerten M1 bis Mn bestimmt werden, eingestellt und angepasst werden. Durch eine derartige situationsbezogene und situationsabhängige Anpassung der Gurteinzugskraft wird der Bedienkomfort, der Tragekomfort und/oder der Sicherheitskomfort des Rückhaltesystems 2, insbesondere des Sicherheitsgurtes 3 für den Insassen verbessert. 2 zeigt ein Kraft-Zeit-Diagramm zur Darstellung eines möglichen zeitlichen Verlaufs der Gurteinzugskraft F für verbesserte Gurtbedien- und Gurttragekomfortfunktionen. Je nach Vorgabe und Einstellung der Gurtbedien- und Gurttragekomfortfunktionen kann die Gurteinzugskraft F eine veränderte Kennlinie aufweisen.
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Im Schritt S1 ist der Sicherheitsgurt 3 in seiner Ablageposition abgelegt und wird mit einer vorgegebenen Gurteinzugskraft F in der Ablageposition sicher und fest gehalten. Ein unbeabsichtigtes Lockern des Sicherheitsgurtes 3 ist vermieden.
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Wird zum Zeitpunkt t1 der Beginn eines Anschnallvorgangs detektiert, beispielsweise das Öffnen einer Fahrzeugtür, die Bedienung der Zentralverriegelung, so wird im Schritt S2 die Gurteinzugskraft F auf ein vorgegebenes, definiertes Bedienkomfortkraftniveau abgesenkt. Hierdurch stellt sich am Sicherheitsgurt 3 eine so genannte Gurtlose ein, die das Anschnallen für den Insassen erleichtert und somit den Bedienkomfort erhöht.
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Während des Anschnallvorgangs wird im Schritt S3 die Gurteinzugskraft F auf dem vorgegebenen Bedienkomfortkraftniveau gehalten. Mit dem Stecken des Gurtschlosses und nach Fahrtbeginn, d. h. einer Fahrzeuggeschwindigkeit v von größer 0, wird detektiert, dass der Anschnallvorgang beendet ist (= Zeitpunkt t2).
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Zur Reduzierung der im Schritt S2 eingestellten Gurtlose wird im Schritt S4 die Gurteinzugskraft F erhöht. Die Gurteinzugskraft F beträgt beispielsweise zwischen 10 N und 20 N und wird insbesondere kontinuierlich und schnell erhöht, so dass der Sicherheitsgurt 3 gestrafft wird. Das Straffen des Sicherheitsgurtes 3 wird bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes beendet. Alternativ kann das Stecken des Gurtschlosses den Vorgang des Reduzierens der Gurtlose und somit des Straffens des Sicherheitsgurtes 3 beenden.
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Für einen hohen Tragekomfort des Sicherheitsgurts 3 während der Fahrt wird die Gurteinzugskraft F im Schritt S5 beispielsweise kontinuierlich und schnell auf ein vorgegebenes Tragekomfortniveau abgesenkt. Im Ausführungsbeispiel weist die Gurteinzugskraft F ein annähernd gleiches Bedienkomfortniveau und Tragekomfortniveau auf. Je nach Vorgabe und Einstellung sowie Funktion des Rückhaltesystems 2 kann das Bedienkomfortniveau mit einem höheren oder niedrigen Niveau als das Tragekomfortniveau eingestellt werden.
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Während der Fahrt wird das eingestellte Tragekomfortniveau gehalten, siehe Schritt S6. Wird zu einem Zeitpunkt t3 ein Abschnallvorgang identifiziert, beispielsweise durch Öffnen des Gurtschlosses, so wird die Gurteinzugskraft F erhöht, um ein sicheres Aufrollen des Sicherheitsgurtes 3 in die Ablageposition zu erreichen. Das Aufrollen des Sicherheitsgurtes 3 erfolgt dabei sanft. Hierzu wird der Verlauf der Erhöhung der Gurteinzugskraft F entsprechend parametrisiert.
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Sollte sich während der Fahrt, d. h. das Tragekomfortniveau ist eingestellt und aktiv, im Schritt S6 eine Gurtlose einstellen, z. B. der Insasse beugt sich kurz nach vorne, so wird kurzzeitig die Gurteinzugskraft F zur Reduzierung der Gurtlose gemäß Schritt S4 erhöht und zur Einstellung des Tragekomfortniveau gemäß Schritt S5 wieder abgesenkt. Das Entstehen der Gurtlose während der Fahrt wird mittels geeigneter Sensorik und Mittel detektiert. Zum Straffen des Sicherheitsgurtes 3 während der Fahrt wird die Gurteinzugskraft F in den Schritten S4 und S5 mit einer gegenüber dem Ausführungsbeispiel geänderten Kennlinie eingestellt.
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Im Schritt S1 liegt der Sicherheitsgurt 3 wieder in der Ablageposition.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Rückhaltesystems
- 2
- Rückhaltesystem
- 3
- Sicherheitsgurt
- 4
- Stelleinrichtung
- 5
- Auswerteeinheit
- F
- Gurteinzugskraft
- M1 bis Mn
- Messwerte
- t1 bis t3
- Zeitpunkte
