DE19520721C2 - Gurtstraffersystem eines passiven Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gurtstraffersystem eines Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug. Ein solches Gurtstraffersystem ist jeweils einem Fahrzeugsitz des Fahrzeugs zugeordnet und strafft im Falle eines Unfalls einen Sicherheitsgurt zum Zurückhalten einer in dem betreffenden Fahrzeugsitz sitzenden Person mit einem Stellglied, das variable Kräfte in den Sicherheitsgurt einleiten kann in Abhängigkeit von Steuersignalen, die ihm von einer Auswerteelektronik in Verbindung mit einem Informationssystem zugeführt werden.

Ein gattungsgemäßes Gurtstraffersystem ist bekannt aus der DE-A-41 12 579. In diesem System findet ein Stellglied Verwendung, welches mit situationsabhängigen Signalen angesteuert wird, um den Gurt so zu straffen, daß eine Stoßbelastung auf den Fahrzeuginsassen so gering wie möglich gehalten wird. Ein derartiges Stellglied kann ein Elektromotor sein. Ein Problem hierbei ist, daß typische Gurtstraffzeiten bei elektrischen Motoren, die überhaupt zum Einsatz in einem Gurtstraffersystem in Betracht kämen, bei ca. 500 ms bei typischen Crashzeiten von ca. 100 ms. Hieraus wird deutlich, daß unspezielle Maßnahme der ein Ersatz eines elektrischen Motors im Rahmen eines Gurtstraffersystems ohne weiteres nicht möglich ist, da es in den meisten Fällen gar nicht mehr zum Ansprechen des elektrischen Motors käme. Dies kann das System gemäß der vorgenannten Druckschrift dadurch lösen, daß der Sensor, der einen unmittelbar bevorstehenden Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis detektiert, ein sogenannter Pre-Crashsensor ist. Hierdurch gewinnt man eine zusätzliche Zeit bis zur Reaktion des Motors, wodurch dessen längere Ansprechzeiten kompensiert werden. Typischerweise ist es mittels eines Pre-Crashsensors ca. 1/2 bis 1 Sekunde vor der ersten unabwendbaren Deformation möglich, eine gesicherte Auskunft darüber zu erhalten, das es sogleich zum Unfall kommen wird. Dieser Zeitvorsprung gegenüber den klassischen Crashsensoren, die erst dann ansprechen, wenn die Deformation bereits eingesetzt hat, reicht aus, um beispielsweise den elektrischen Motor gezielt anzusteuerern, damit er gegebenenfalls erhöhte Zugkräfte in den Sicherheitsgurt einleiten kann, und zwar bereits vor dem tatsächlichen Aufprall.

Im übrigen ist bei einem Gurtstraffersystem bereits aus der DE-OS-22 49 759 ein sogenannter Gurtkraftbegrenzer bekannt, dessen Rückhaltekraft in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung und/oder dem Gewicht des jeweils gehaltenen Insassen veränderlich ist.

Bislang verwendete Stellglieder wie eine Feder oder ein pyrotechnischer Treibsatz reagieren - wie schon ausgeführt - nach nur einem Schema, d. h. sie können für sich genommen nicht aufgrund verschiedener Parameter unterschiedlich reagieren.

Vor diesem Hintergrund ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Gurtstraffersystem so weiter zubilden, daß es im Falle des Unfalls eine bedarfsgerechte und der jeweiligen Situation angemessene Reaktion ermöglicht, auch wenn als Stellglied ein für sich genommen in seinen von ihm erzeugten Kräften nicht steuerbares Stellglied ist.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß das Stellglied 1 Kräfte über eine steuerbare Rutschkupplung in den Sicherheitsgurt einleitet.

Das Stellglied ist in bevorzugter Ausführungsform eine Feder oder ein pyrotechnischer Treibsatz.

Das Informationssystem, welches über einen unabwendbaren Aufprall informiert, wirkt durch Abgabe eines entsprechenden Signals, und kann beispielsweise ein sogenannter Pre-Crashsensor sein, welcher vorzugsweise ein Radarsensor oder aber ein optischer Sensor mit nachgeschalteter Auswerteelektronik ist. Hier gibt es unterschiedliche Prinzipien der Realisierung eines solchen Pre-Crashsensors, welcher für sich genommen jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Als Informationssystem kann aber auch beispielsweise eine Kommunikationseinrichtung zwischen zwei Fahrzeugen sein oder zwischen einem Fahrzeug und einem satellitengestützten Navigationssystem. So ließe sich beispielsweise bei einer satellitengestützten Anlage vorhersagen, daß es innerhalb der nächsten 1/2 sek. zu einem Aufprall zwischen einem Auto A und Auto B kommen wird.

Weiterhin ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, daß die Gurtrollenachse, also die Achse, auf welcher der Gurt aufgerollt ist, mit einem Positionssensor versehen ist, von dem elektrische Signale abgegriffen werden, aus denen auf die aktuelle Auszugslänge des Gurtes geschlossen wird, welche der Auswerteelektronik zugeführt werden und welche deren Steuersignale beeinflussen, derart, daß die in den Gurt eingeleiteten Zugkräfte von der ermittelten Auszugslänge des Gurtes abhängen. Auf diese Weise ist es möglich, über den Gurtauszug auf die Position und die Körpergröße einer Person zu schließen und entsprechend den Gegebenheiten eine optimale Straffung des Gurtsystems vorzunehmen. Hierzu ist der erwähnte Positionssensor vorgesehen, welcher gegebenenfalls über ein Getriebe mit der Achse der Gurtrolle gekoppelt ist. Diese Werte werden entsprechend aufbereitet und in der Auswerteelektronik erfaßt. Die Elektronik ermittelt dann für die jeweils ermittelte Gurtauszugslänge eine optimale Zugkraft, mit welcher der Gurt gestrafft wird bzw. berechnet einen zeitlichen Verlauf für den Anstieg der in den Sicherheitsgurt einzuleitenden Zugkraft und legt das Ergebnis der Berechnungen gegebenenfalls in einem Speicher ab. Im Bedarfsfall, d. h., wenn das Informationssystem einen unmittelbar bevorstehenden Unfall signalisiert, braucht nur noch auf die abgelegten Werte zurückgegriffen werden, um zu dem Stellglied geleitet zu werden, der dann - dank des zeitlichen Vorlaufs - in der Lage ist, trotz seiner evtl. Trägheit das gewünschte ermittelte Programm zu durchfahren.

Die Verbindung der Gurtstraffung mit dem Informationssystem, beispielsweise dem Pre-Crashsensor ermöglicht es, den Fahrzeuginsassen bereits in der Phase der Annäherung an das Hindernis, beispielsweise während der dem Aufprall vorangehenden Notbremsung, in seiner optimalen Haltung im Fahrzeug zu halten, bzw. ihn in diese Position zu versetzen.

Als bevorzugte Ausführungsformen kommen für den Positionssensor u. a. Potentiometer oder Inkrementalgeber in Frage, die entweder über eine analoge Ausgangsspannung oder die Anzahl der erfaßten digitalen Zählimpulse Auskunft über den aktuellen Grad der Gurtabwicklung geben.

Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Stellglied im Falle des Unfalls die Gurtkraft begrenzt. Dies eben vor dem Hintergrund, um die Verletzungsgefahr für die Fahrzeuginsassen auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Die dabei eine Rolle spielenden Parameter können sein die Unfallschwere, die Insassenposition, die Insassengröße, die Insassenmasse sowie Alter und Geschlecht. Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte Steuerung des Sicherheitsgurtes.

Beim Einsatz eines pyrotechnischen Treibsatzes als Stellglied wird dieser nach Empfang des entsprechenden Signals vom Informationssystem gezündet, woraufhin die erzeugten Kräfte über die Rutschkupplung variabel entsprechend diesem genannten Signal in den Sicherheitsgurt eingeleitet werden. Die Steuerung kann von allen möglichen Faktoren, wie Unfallschwere, Insassenposition, Insassengröße, Insassenmaße sowie Alter und Geschlecht abhängen. Auch hierdurch ist eine bedarfsgerechte Reaktion und vor allem auch situationsangepaßte Reaktion des Systems möglich.

Die Informationen über die Gurtauszugslänge und daher über die Sitzposition der auf dem Sitz sitzenden Person können gegebenenfalls an übergeordnete Systeme weitergeleitet werden. Hierdurch können weitere Sicherheitseinrichtungen, z. B. Airbags, bedarfsgerecht aktiviert werden oder die Gurthöhenverstellung optimal eingestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der einzigen Zeichnungsfigur kurz näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer konkreten Ausführung des erfindungsgemäßen Gurtstraffersystems.

Ausgangspunkt für die Aktivierung des Gurtstraffersystems ist der Pre- Crashsensor 3, der beispielsweise auf optischer Basis arbeitet. Detektiert dieser Pre-Crashsensor 3 ein Ereignis, welches in beispielsweise einer 1/2 sek. zu einem Unfall führen wird, so leitet er ein entsprechendes Signal an die Auswerteelektronik 2 weiter, in welcher das Signal ausgewertet wird. Hat keine Sitzpositionsbestimmung stattgefunden, so erzeugt die Auswerteelektronik ein relativ einfaches Signal, welches an das Stellglied 1 über Pfad a geleitet wird.

Mit 4 ist ein Positionssensor zur Sitzpositionserkennung bezeichnet, das - wie ausgeführt - vorliegend mit der Gurtrollenachse gekoppelt ist. Je nach Gurtauszugslänge entsteht ein bestimmtes Ausgangssignal, was in geeigneter Weise in der Auswerteelektronik 2 ausgewertet wird, um ein eindeutiges Signal für die Gurtauszugslänge und damit für die Sitzposition zu bestimmen. Dieses Signal kann in einem Speicher, welcher in der Auswertelektronik integriert sein kann, abgelegt werden, so daß das abgelegte Signal im Bedarfsfall, d. h. bei Eingang einer Meldung vom Pre-Crashsensor 3, zum Stellglied 1 über den Pfad a geschickt werden kann.

Die Gurtbandrolle des Gurtautomaten ist über eine steuerbare Rutschkupplung an das Stellglied 1 angekoppelt, die es ermöglicht, die Haltekraft des Gurtes auf einem für den Insassen verträglichen und auf das Zusammenwirken mit anderen Schutzsystemen abgestimmte Niveau zu begrenzen.

Die Gurtkraft für den Straffvorgang beeinflußt, wodurch neben der Begrenzung der Gurtkraft auf einem biomechanisch vertretbaren Niveau der Unfallschwere, der Position des Insassen im Fahrzeug, seiner Größe und gegebenenfalls auch seinem Alter und Geschlecht (soweit diese Informationen dem System über geeignete persönliche Kodierungen bekannt sind) Rechnung getragen werden kann.

Claims (10)

1. Einem Fahrzeugsitz zugeordnetes Gurtstraffersystem eines passiven Rückhaltesystems für ein Kraftfahrzeug, das im Falle eines Unfalls einen Sicherheitsgurt strafft zum Zurückhalten einer in dem betreffenden Fahrzeugsitz sitzenden Person, mit einem Stellglied, das variable Kräfte in den Sicherheitsgurt einleiten kann in Abhängigkeit von Steuersignalen, die ihm von einer Auswerteelektronik in Verbindung mit einem Informationssystem zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (1) Kräfte über eine steuerbare Rutschkupplung in den Sicherheitsgurt einleitet.

2. Gurtstraffersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (1) eine Feder ist.

3. Gurtstraffersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (1) ein pyrotechnischer Treibsatz ist.

4. Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Informationssystem einen Pre-Crashsensor enthält.

5. Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Informationssystem (3) ein Pre- Crashsensor ist.

6. Gurtstraffersystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pre-Crashsensor ein Radarsensor mit nachgeschaltetem Prozessor zur Auswertung der Radarsignale ist.

7. Gurtstraffersystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pre-Crashsensor ein optischer Sensor mit nachgeschaltetem Prozessor zur Auswertung der optischen Signale ist.

8. Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Gurtrollenachse ein Positionssensor (4) gekoppelt ist, von dem elektrische Signale abgegriffen werden, aus denen auf die Auszugslänge des Gurtes geschlossen wird und die in entsprechende Signale umgewandelt werden, welche der Auswerteelektronik (2) zugeführt werden und welche deren Steuersignale beeinflussen, derart, daß die in den Gurt eingeleiteten Zugkräfte von der ermittelten Auszugslänge des Gurtes abhängen.

9. Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (1) im Falle des Unfalls die Gurtkraft begrenzt.

10. Gurtstraffersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurthaltekraft entsprechend einer oder mehrerer der folgenden Faktoren eingestellt wird: Unfallschwere, Insassenposition, Insassengröße, Insassenmasse sowie Alter und Geschlecht.