DE19636448A1

DE19636448A1 - Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem

Info

Publication number: DE19636448A1
Application number: DE19636448A
Authority: DE
Inventors: Eiji Yanagi; Hiroaki Fujii; Kenji Kitazawa
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1996-09-07
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-08
Also published as: GB2304540A; JP4142750B2; GB2304540B; JPH09132113A; GB9618226D0; DE19636448C2; US5788281A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Insassen- Rückhaltesystem mit einem Sicherheitsgurt, um einen Insassen zu schützen, das in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Personenfahrzeug, installiert ist, und genauer auf ein Insas sen-Rückhaltesystem, das einen Insassen durch Erkennen eines Objekts vor oder hinter dem Fahrzeug, oder seitlich rechts oder links des Fahrzeugs, oder durch Erkennen des Fahrzu stands des Fahrzeugs, wie einen Überschlag, einer Notbremsung oder scharfem Wenden, und durch Einstellen der Gurtspannung abhängig von der Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt oder dem Fahrzustand sicher zurückhält und schützt.

Eine Sicherheitsgurteinrichtung, mit der ein Fahrzeug norma lerweise ausgestattet ist, schützt einen Insassen durch Zu rückhalten und dadurch, daß vermieden wird, daß ein Insasse in einem Notfall aus einem Fahrzeugsitz geschleudert wird, insbesondere wenn das Fahrzeug bei einem Aufprall deutlich abgebremst wird.

Solch eine bekannte Sicherheitsgurteinrichtung ist mit einer Sicherheitsgurt-Rückzugeinrichtung versehen, die einen Si cherheitsgurt aufrollt. Die Sicherheitsgurt-Rückzugein richtung hat eine Spannvorrichtung, wie insbesondere eine Spiralfeder, die eine Wickelwelle zum Aufwickeln des Sicher heitsgurtes in der Gurtaufrollrichtung unter Vorspannung hält. Aufgrund der Vorspannkraft der Spannvorrichtung ist der Sicherheitsgurt immer auf der Wickelwelle aufgewickelt, wenn er nicht in Gebrauch ist. Wenn er durch einen Insassen ange legt ist, wird der Sicherheitsgurt gegen die Vorspannkraft der Spannvorrichtung ausgezogen und hält den Insassen zurück. In diesem Fall ist die Vorspannkraft der Spannvorrichtung klein eingestellt, so daß sich der Insasse nicht beengt fühlt und es möglich ist, den Gurt leicht auszuziehen, um es dem Insassen zu erlauben, sich bequem zu bewegen.

Die Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung ist auch mit einer Ar retierung versehen, um zu verhindern, daß sich der Sicher heitsgurt im Notfall, wie oben erwähnt, von der Wickelwelle abrollt. Die Arretierung wirkt folglich zum Zeitpunkt eines Notfalls, um zu verhindern, daß der Sicherheitsgurt abgerollt wird, wodurch der Insasse sicher zurückgehalten und geschützt wird.

Solche bekannten Sicherheitsgurteinrichtungen weisen eine im wesentlichen konstante Gurtspannung auf, die auf den Sicher heitsgurt während des Gebrauchs durch die Kraft des Span nungsgebers aufgebracht wird. Die Sicherheitsgurt- Aufrolleinrichtung arbeitet daher ungeachtet der Position des Fahrzeugs relativ zu einem in der Nähe befindlichen Objekt oder des Fahrzustands des Fahrzeugs, wie beispielsweise Über schlag, Notbremsung oder scharfem Wenden, in derselben Art und Weise. Die bekannte Sicherheitsgurteinrichtung hält den Insassen in einem Notfall, wie oben bemerkt, daher sicher zu rück und schützt ihn; während normaler Fahrzustände ist je doch eine komfortablere Sicherheitsgurteinrichtung wünschens wert.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das in der Lage ist, einen- Insassen wirksamer und angepaßter durch Steuern der Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung unter Berücksichtigung der Position des Fahrzeugs relativ zu einem naheliegenden Objekt und/oder des Fahrzustands des Fahrzeugs zu schützen.

Zur Lösung der beim Stand der Technik vorliegenden Probleme und zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe sieht die Erfin dung ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem vor, das einen In sassen - falls notwendig - durch Verhindern des Abrollens ei nes Sicherheitsgurts schützt, unter Verwendung einer Sicher heitsgurt-Aufrolleinrichtung mit einer Wickelrolle, auf die der Sicherheitsgurt aufgewickelt ist, einem Gehäuse, das bei de Enden der Wickelwelle derart trägt, daß die Wickelwelle frei rotieren kann, und mit einer Arretierung, die zwischen dem Gehäuse und der Wickelwelle angeordnet ist, und die es der Wickelwelle ermöglicht, im Normalzustand zu rotieren, je doch - falls notwendig - eine Rotation der Wickelwelle zur Abwicklung des Sicherheitsgurts verhindert. Das Insassen- Rückhaltesystem kann einen Gurtspannungssteuerungsmechanismus aufweisen, der die Rotation der Wickelwelle steuert; einen Objektdetektor, um ein Objekt in der Nähe des Fahrzeugs zu erkennen; und eine zentrale Prozessoreinheit, um die Position des Fahrzeugs relativ zu den Objekten abhängig von einem Er kennungssignal des Objektdetektors zu bestimmen und um den Gurtspannungssteuerungsmechanismus abhängig von einem Ergeb nis der Bestimmung zu steuern und die Gurtspannung des Si cherheitsgurts abhängig von der Position des Fahrzeugs rela tiv zu dem Objekt auf eine vorbestimmte Spannung zu steuern.

In Ausgestaltung der Erfindung weist das Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem einen Objektdetektor auf, der als Frontob jektdetektor, als Seitenobjektdetektor, der in der Lage ist, Objekte auf wenigstens einer Seite des Fahrzeugs zu detektie ren, und als Heckobjektdetektor gestaltet sein kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung weist ein Fahrzeu ginsassen-Rückhaltesystem, das eine vorbestimmte Anzahl von Modi aufweist, die abhängig von der relativen Position des Fahrzeugs zu einem Objekt eingestellt werden. Vorgewählte Werte der Gurtspannung sind für jeden Modus festgelegt. Diese Modi können ein Komfort-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf null festgelegt ist, ein Vorsichts- Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein erstes vorbestimmtes Niveau festgelegt ist, und ein Warn- Modus sein, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein zweites vorbestimmtes Niveau festgelegt ist, das größer als das erste vorbestimmte Niveau ist.

Diese Modi können auch vier Modi umfassen, nämlich einen Kom fort-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung un gefähr auf null festgelegt ist, einen Vorsichts-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein erstes vorbe stimmtes Niveau festgelegt ist, einen Warn-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein zweites vorbestimm tes Niveau festgelegt ist, das größer als das erste vorbe stimmte Niveau ist, und einen Notfall-Modus, in dem der vor gewählte Wert der Gurtspannung auf ein drittes vorbestimmtes Niveau festgelegt ist, das größer als das zweite vorbestimmte Niveau ist.

Das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem kann weiterhin einen Fahrzeugszustandsdetektor aufweisen, der jeden der Zustände des Fahrzeugs detektiert, sei es, daß sich das Fahrzeug über schlägt, eine Bremse des Fahrzeugs fest getreten wird, oder das Fahrzeug scharf wendet. In diesem Fall bestimmt die zen trale Prozessoreinheit die Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt basierend auf dem Erkennungssignal des Objektde tektors und steuert die Spannung des Sicherheitsgurts auf ei nen vorbestimmten Spannungswert abhängig von dem Ergebnis der Bestimmung.

Das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem kann auch einen Insassen - wenn notwendig - durch Verhindern des Abrollens eines Si cherheitsgurtes schützen, unter Verwendung einer Sicherheits gurt-Aufrolleinrichtung mit einer Wickelwelle, auf die der Sicherheitsgurt aufgerollt wird, einem Gehäuse, das beide En den der Wickelwelle derart lagert, daß die Wickelwelle frei rotieren kann, und mit einer Arretierung, die zwischen dem Gehäuse und der Wickelwelle angeordnet ist. Die Arretierung ermöglicht es der Wickelwelle, sich normalerweise zu drehen, verhindert jedoch - wenn notwendig - eine Rotation der Wic kelwelle zur Abwicklung des Sicherheitsgurts. Das Insassen- Rückhaltesystem kann weiterhin folgendes aufweisen: einen Gurtspannungs-Steuerungsmechanismus, der die Rotation der Wickelwelle steuert, einen Fahrzustandsdetektor, um den Fahr zustand eines Fahrzeugs zu detektieren, sei es, daß sich das Fahrzeug überschlägt, eine Bremse des Fahrzeugs fest getreten wird oder das Fahrzeug scharf wendet, und eine zentrale Pro zessoreinheit, die den Zustand des Fahrzeugs abhängig von ei nem Erkennungssignal des Fahrzustandsdetektors bestimmt und den Gurtspannungssteuerungsmechanismus abhängig von einem Er gebnis der Bestimmung steuert, um die Gurtspannung des Si cherheitsgurts abhängig von dem Zustand des Fahrzeugs auf ei ne vorbestimmte Spannung zu steuern. Die Anzahl der Modi und vorgewählten Werte der Gurtspannung können abhängig vom Zu stand des Fahrzeugs eingestellt werden. Die Anzahl der Modi kann drei betragen, nämlich ein Komfort-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf null festgelegt ist, ein Vorsichts-Modus, bei dem der vorgewählte Wert der Gurt spannung auf ein erstes vorbestimmtes Niveau festgelegt ist, und ein Warn-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspan nung auf ein zweites vorbestimmtes Niveau festgelegt ist. Die Anzahl der Modi kann auch vier betragen, nämlich ein Komfort- Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf null festgelegt ist, ein Vorsichts-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein erstes vorbestimmtes Niveau festgelegt ist, ein Warn-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein zweites vorbestimmtes Niveau festge legt ist, das größer als das erste vorbestimmte Niveau ist, und ein Notfall-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurt spannung auf ein drittes vorbestimmtes Niveau festgelegt ist, das größer als das zweite vorbestimmte Niveau ist.

Der Gurtspannungssteuerungsmechanismus kann einen Motor, der durch die zentrale Prozessoreinheit gesteuert wird, und einen Getriebe-Übertragungsmechanismus aufweisen, um die Antriebs kraft des Motors auf die Wickelwelle zu übertragen.

Der Motor des Gurtspannungssteuerungsmechanismus kann ein Gleichstrommotor, ein Schrittmotor oder ein Ultraschallmotor sein, der durch die zentrale Prozessoreinheit derart gesteu ert wird, daß er bei abgeschalteter Stromzufuhr nicht ro tiert, wodurch eine Drehung der Wickelwelle verhindert wird, auch wenn auf die Gurtrolle eine Rotationskraft aufgebracht wird, die niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und daß er die Wickelwelle zur Rotation antreibt, sobald Strom zuge führt wird.

In einem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem gemäß der vorlie genden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, detektiert der Objektdetektor ein Objekt in der Nähe des Fahrzeugs und gibt ein Objekterkennungssignal an die zentrale Prozessoreinheit aus. Die zentrale Prozessoreinheit berechnet basierend auf dem Signal insbesondere die relative Geschwindigkeit und den relativen Abstand des Fahrzeugs zu dem Objekt und den Sicher heitsabstand zwischen diesen. Die zentrale Prozessoreinheit kann weiterhin bewerten, ob das Objekt stationär ist oder sich bewegt, ob das Objekt ein nachfolgendes Fahrzeug oder ein entgegenkommendes Fahrzeug ist; falls sich das Objekt be wegt, ob das Fahrzeug mit dem Objekt kollidieren wird und ob die Kollision basierend auf den erfaßten Daten verhindert werden kann. Die zentrale Prozessoreinheit kann basierend auf dieser Bewertung den Gurtspannungssteuerungsmechanismus in Betrieb setzen. Auf diese Weise wird die Spannung des Sicher heitsgurtes abhängig von der Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt auf das vorbestimmte Niveau eingestellt.

Die Sicherheitsgurtaufrolleinrichtung kann daher unter Be rücksichtigung der Position des Fahrzeuges relativ zu dem Ob jekt gesteuert werden und einen Insassen im Notfall wirksam zurückhalten und schützen, während zu anderen Zeiten für den Insassen mehr Komfort vorhanden ist.

Bei dem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem der vorliegenden Er findung detektiert der Fahrzustandsdetektor den Zustand des Fahrzeugs, sei es, daß sich das Fahrzeug überschlägt, eine Bremse des Fahrzeugs fest getreten wird, oder das Fahrzeug scharf wendet, und gibt ein Fahrzustandserkennungssignal zu der zentralen Prozessoreinheit aus. Die zentrale Prozes soreinheit bewertet den Zustand des Fahrzeugs basierend auf diesem Signal und setzt basierend auf dieser Bewertung den Gurtspannungssteuerungsmechanismus in Betrieb. Auf diese Wei se arbeitet der Gurtspannungssteuerungsmechanismus wie oben erwähnt und dreht die Wickelwelle, wodurch die Gurtspannung des Sicherheitsgurts abhängig von dem Zustand des Fahrzeugs auf das vorbestimmte Niveau gesteuert wird.

Bei dem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem der vorliegenden Er findung gibt der Objektdetektor weiterhin das Objekterken nungssignal ein und der Fahrzustandsdetektor gibt das Fahrzu standsnachweissignal an die zentrale Prozessoreinheit aus. Auf diese Weise arbeitet der Gurtspannungssteuerungsmechanis mus wie oben erwähnt und dreht die Wickelwelle, wodurch die Spannung des Sicherheitsgurts abhängig von der Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt oder abhängig von dem Zustand des Fahrzeugs auf das vorbestimmte Niveau gesteuert wird.

Daher kann die Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung unter Be rücksichtigung der Position des Fahrzeugs relativ zu nahelie genden Objekten und dem Fahrzustand gesteuert werden und hält somit einen Insassen im Notfall wirksam zurück und schützt ihn, während zu anderen Zeiten für den Insassen mehr Komfort vorhanden ist.

Die vorbestimmten Modi können speziell abhängig von der Posi tion des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt festgelegt werden. Da das vorgewählte Gurtspannungsniveau für jeden Modus fest gelegt werden kann, wird der Insasse im Notfall sicher aber auf einfache Weise zurückgehalten und geschützt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die an hand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Sicherheitsgurt- Aufrolleinrichtung, die in einem ersten Ausfüh rungsbeispiel des Insassen-Rückhaltesystems der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist;

Fig. 2 eine rechte Seitenansicht der Fig. 1, bevor die Si cherheitsgurtarretierung montiert ist;

Fig. 3 eine rechte Seitenansicht der Fig. 1, nachdem eini ge Elemente der Sicherheitsgurtarretierung montiert wurden;

Fig. 4 eine rechte Seitenansicht der Fig. 1, in der einige weitere Elemente und ein Verzögerungs-Sensor, zu sätzlich zu der Sicherheitsgurtarretierung, mon tiert sind;

Fig. 5 eine linke Seitenansicht der Fig. 1;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in Fig. 5, bei der die Zähne des abtriebsseitigen Getriebes und die Zähne der Kupplungsplatte miteinander nicht in Eingriff stehen;

Fig. 7 eine Ansicht, um die Montagepositionen der Frontob jektdetektionssensoren zu verdeutlichen;

Fig. 8a eine Schnittansicht der Lichtquelle und

Fig. 8b eine Schnittansicht des lichtempfangenden Teiles, wobei schematisch ein Zustand gezeigt wird, in dem der Objektdetektionssensor an die frontseitige Windschutzscheibe geklebt ist;

Fig. 9a eine Draufsicht auf den Gurtspannungssteuerungsme chanismus und

Fig. 9b eine Schnittdarstellung, entsprechend Fig. 6, in der die Zähne des abtriebsseitigen Getriebes und die Zähne der Kupplungsplatte außer Eingriff sind, wobei schematisch der Gurtspannungssteuerungsmecha nismus außer Betrieb dargestellt ist;

Fig. 10a eine Draufsicht auf den Gurtspannungssteuerungsme chanismus und

Fig. 10b eine Schnittdarstellung, entsprechend Fig. 6, in der die Zähne des abtriebsseitigen Getriebes und die Zähne der Kupplungsplatte miteinander kämmen, wobei schematisch ein Teil des Gurtspannungssteue rungsmechanismus in einer Betriebsstellung darge stellt ist;

Fig. 11a eine Draufsicht auf den Gurtspannungssteuerungsme chanismus und

Fig. 11b eine Schnittdarstellung, entsprechend Fig. 6, in der die Zähne des abtriebsseitigen Getriebes und die Zähne der Kupplungsplatte miteinander kämmen, wobei schematisch ein weiterer Teil des Gurtspan nungssteuerungsmechanismus in seiner Betriebsstel lung dargestellt ist;

Fig. 12 eine Übersicht, um die Modi des Insassen- Rückhaltesystems zu erläutern;

Fig. 13 eine schematische Ansicht des Steuerungsblocks des Insassen-Rückhaltesystems;

Fig. 14 eine Ansicht, die die Synchronisierung des Betriebs des Insassen-Rückhaltesystems darstellt;

Fig. 15a eine schematische Teilansicht der linken Seite ei nes Fahrzeugs und

Fig. 15b zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie XVB- XVB der Fig. 15a, um Montagepositionen der linken und rechten Objektdetektionssensoren zu verdeutli chen, die bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden;

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht, um die Montageposi tionen der Detektionssensoren für rückwärtige Ob jekte zu verdeutlichen, die in einem weiteren Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwen det werden;

Fig. 17 eine Übersicht, um die Modi des Insassen-Rückhalte systems relativ zu einem Objekt hinter dem Fahrzeug zu erläutern;

Fig. 18 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische An sicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vor liegenden Erfindung;

Fig. 19a eine Ansicht des Überschlagdetektionssensors, wenn dieser nicht in Betrieb ist, und

Fig. 19b eine Ansicht, wenn dieser in Betrieb ist, wobei der Betrieb des Überschlagdetektionssensors erklärt wird, der in der Fig. 18 gezeigt ist; und

Fig. 20 eine Ansicht, die einen weiteren Betrieb des Über schlagdetektionssensors verdeutlicht.

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer Sicherheitsgurt- Aufrolleinrichtung, die in einem ersten Ausführungsbeispiel eines Insassen-Rückhaltesystems der vorliegenden Erfindung verwendet wird; Fig. 2 ist eine rechte Seitenansicht der Fig. 1, bevor eine Sicherheitsgurtarretierung montiert ist; Fig. 3 ist eine rechte Seitenansicht der Fig. 1, nachdem einige Ele mente der Sicherheitsgurtarretierung montiert wurden; Fig. 4 ist eine rechte Seitenansicht der Fig. 1, in der einige wei tere Elemente und ein Verzögerungs-Sensor zusätzlich zu der Sicherheitsgurtarretierung montiert sind; und Fig. 5 ist eine linke Seitenansicht der Fig. 1.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Sicherheitsgurt- Aufrolleinrichtung 1 ein U-förmiges Gehäuse 2 mit einer rech ten Wand 2a und einer linken Wand 2b auf. Eine Wickelwelle 4, um einen Sicherheitsgurt 3 aufzurollen, ist zwischen den rechten und linken Wänden 2a und 2b des Gehäuses 2 angeord net. Eine Sicherheitsgurtarretierung 5 und ein Verzögerungs- Sensor 6 (in Fig. 4 gezeigt), sind an der rechten Wand 2a be festigt. Wenn der Verzögerungs-Sensor 6 die Verzögerung des Fahrzeugs detektiert, aktiviert er den Sicherheitsgurtarre tierungsmechanismus 5. Weiterhin sind ein Gurtspannungssteue rungsmechanismus 7 und eine Spanneinrichtung 8, um eine Spannkraft auf die Wickelwelle 4 aufzubringen, um den Sicher heitsgurt 3 aufzuwickeln, an der linken Wand 2b befestigt.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist die Wickelwelle 4 an ihrem rechten Ende ein Sperrklinkenrad 9 auf. Das Sperr klinkenrad 9 ist außerhalb der rechten Wand 2a angebracht. Die rechte Wand 2a ist mit einer Sperrklinke 10 versehen, die auf einem unteren linken Abschnitt hiervon schwenkbar durch einen Stift 11 angebracht ist. Die Sperrklinke 10 hat einen eingreifenden Teil 10a, der einstückig an deren Spitze so an geformt ist, daß er in einen der äußeren Zähne 9a des Sperr klinkenrads 9 eingreifen kann oder diese freigeben kann. Eine vorbestimmte Anzahl der äußeren Zähne 9a ist um das Sperr klinkenrad 9 angeordnet, wobei deren eine Flanke, die der Richtung β des Aufrollens des Sicherheitsgurts 3 zugewandt ist (nachfolgend als die Sicherheitsgurtaufrollrichtung β be zeichnet), eine relativ geringe Steigung aufweist, und deren andere Fläche, die der Richtung α des Abrollens des Sicher heitsgurts 3 zugewandt ist (nachfolgend als die Sicherheits gurtabrollrichtung α bezeichnet), im wesentlichen senkrecht ausgeformt ist. Zusätzlich ist die Sperrklinke 10 mit einem vorstehenden Nockenstößel 10b in der Nähe ihrer Spitze verse hen. Das Sperrklinkenrad 9 und die Sperrklinke 10 stellen ei nen Arretierungsmechanismus 5 der vorliegenden Erfindung dar.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, ist eine Ankerplatte 12 vorhanden, um den Stift 11 zu tragen, und die Ankerplatte 12 ist ebenfalls mit dem rechten Ende 4a der Wickelwelle 4 rechts des Sperrklinkenrads 9 zusammengefügt.

Ein Sicherheitsgurtarretierungsmechanismus 5, wie er in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigt ist, ist nach dem Stand der Technik gut bekannt und weist einen Arretierungsring 13, der drehbar an dem rechten Ende 4a der Rollenwelle 4 angebracht ist, ei nen Halter 14, der an dem rechten Ende 4a befestigt ist, ei nen Mitnehmer 15, der mit dem Halter 14 so in Eingriff steht, daß er nur in einer der zu dem Halter 14 tangentialen Rich tungen gleiten kann (d. h. eine in der Fig. 3 vertikale Rich tung), eine Schraubenfeder 16, die zwischen dem Halter 14 und dem Mitnehmer 15 zusammengedrückt ist, ein Scheibenbauteil 17, das in einer Art und Weise getragen ist, daß es relativ zu dem Wellenabschnitt des Halters 14 rotieren kann, ein Ringbauteil 18, das um das Scheibenbauteil 17 in einer Art und Weise installiert ist, daß es relativ zu dem Scheibenbau teil 17 rotieren kann, und eine ringförmige Feder 19 auf, die zwischen dem Scheibenbauteil 17 und dem Ringbauteil 18 ange ordnet ist.

Der Arretierungsring 13 ist mit einer vorbestimmten Anzahl innerer Zähne 13a, 13a . . . versehen, die an dessen innerem Um fang ausgebildet sind. Eine Flanke der inneren Zähne 13a, die der Sicherheitsgurtabrollrichtung α zugewandt ist, ist nähe rungsweise senkrecht ausgeformt und die andere Flanke, die der Sicherheitsgurtaufrollrichtung β zugewandt ist, weist ei ne relativ allmähliche Neigung auf. Der Arretierungsring 13 ist mit einem Nockenloch 13b versehen, durch das der Nocken stößel 10b der Sperrklinke 10 eingeführt wird. Wenn daher der Arretierungsring 13 in der Sicherheitsgurtabrollrichtung α rotiert, verschiebt sich der Nockenstößel 10b, geführt durch das Nockenloch 13b, von einem Ende des Nockenlochs 13b, wie in der Fig. 3 gezeigt, zu dem anderen Ende. Folglich dreht sich die Sperrklinke 10 und bewegt den eingreifenden Teil 10a von einer nichteingreifenden Position, in der der eingreifen de Teil 10a entfernt von den äußeren Zähnen 9a des Sperrklin kenrads 9 angeordnet ist, zu einer eingreifenden Position, in der einer der Zähne 9 eingreift und durch den eingreifenden Teil 10a arretiert wird.

Der Halter 14 ist mit Führungsstiften 14a, 14b und einer Fe deraufnahme 14c versehen, die ein Ende der Schraubenfeder 16 trägt, und die von dessen Oberfläche vorstehen.

Der Mitnehmer 15 ist mit folgendem versehen: Einem Loch 15a, das in einer radialen Richtung geschnitten ist, einer relativ großen Öffnung 15b in der Mitte, einem Schlitz 15c, der in einer axialen Richtung geschnitten ist und auf demselben Durchmesser wie die Öffnung 15b angeordnet ist, eine Feder aufnahme 15b, die das andere Ende der Schraubenfeder 16 trägt′ einen Eingreifüberstand 15e, der auf dem Umfang des Mitnehmers 15 ausgeformt ist, und der in der Lage ist, mit einem der inneren Zähne 13a des Arretierungsrings 13 einzu greifen, und einem vorstehenden Stift 15f. Die Führung 14a wird durch das Loch 15a eingeführt und die Führung 14b wird durch den Schlitz 15c eingeführt. Die Führungen 14a und 14b führen den Mitnehmer 15 so, daß der Mitnehmer 15 selbst nur in einer der Richtungen tangential zu dem Halter 14 und dem Arretierungsring 13 gleitet (d. h., die in der Fig. 3 vertika le Richtung). Der Mitnehmer 15 wird üblicherweise in einer nichteingreifenden Position gehalten, in der der Ein greifüberstand 15e von den inneren Zähnen 13a aufgrund der Federkraft der Schraubenfeder 16 entfernt ist, und bewegt sich zu einer eingreifenden Position, in der der Ein greifüberstand 15e eingreift und die inneren Zähne 13 anhält, wenn der Mitnehmer 15 sich relativ zu dem Arretierungsring 13 verschiebt.

Das Scheibenbauteil 17 weist parallel zu seinem Umfang Lang löcher 17a und 17b, durch die die Führungen 14a und 14b ein geführt werden, und ein rundes Loch 17c auf, durch das der Stift 15f eingeführt wird.

Das Ringbauteil 18 ist mit einer vorbestimmten Anzahl äußerer Zähne 18a, 18a, . . . auf seinem Umfang versehen, deren eine Flanke ungefähr senkrecht geformt ist, die der Sicherheits gurtabrollrichtung α zugewandt ist, und deren andere Flan ke, die der Sicherheitsgurtaufwickelrichtung β zugewandt ist, eine relativ allmähliche Neigung aufweist.

Das Scheibenbauteil 17 und das Ringbauteil 18 rotieren norma lerweise aufgrund der ringförmigen Feder 19 gemeinsam, aber bewegen sich relativ zueinander, wenn ein Moment, das größer als ein spezifischer Betrag ist, auf sie in entgegengesetzten Richtungen aufgebracht wird. Das Scheibenbauteil 17 und das Ringbauteil 18 stellen ein Trägheitsbauteil dar.

Jedes Bauteil der Sicherheitsgurtarretierung 5 wird gegen Herausrutschen durch eine Kappe 20 gesichert, die auf dem rechten Ende 4a befestigt ist.

Der Verzögerungs-Sensor 6 ist im Stand der Technik ebenfalls gut bekannt. Wie in der Fig. 4 gezeigt ist, weist der Verzö gerungs-Sensor 6 eine Gehäuseeinheit 21, die an der rechten Wand 2a befestigt ist, ein Trägheitsbauteil 22, das nach vor ne kippt (die in der Fig. 4 linke Seite), wenn sich das Fahr zeug verlangsamt, und einen Eingreifhebel 23 auf, der schwenkbar in der Gehäuseeinheit 21 untergebracht ist. Der Eingreifhebel 23 ist mit einem eingreifenden Teil 23a verse hen, das mit einem der äußeren Zähne 18a des Ringbauteils 18 an seiner Spitze in Eingriff treten kann. Wie in der Fig. 4 dargestellt ist, bleibt das Trägheitsbauteil 22 bei normalen Zuständen aufrecht und der Eingreifhebel 23 wird in einer nichteingreifenden Position gehalten, in der der eingreifende Teil 23a von den äußeren Zähnen 18a entfernt ist. Wenn das Fahrzeug mit einer Rate, die eine vorbestimmte Rate über schreitet, verzögert wird, kippt das Trägheitsbauteil nach vorne, so daß der Eingreifhebel 23 sich zu dem Ringbauteil 18 dreht, wodurch das Eingreifteil 23a in der Eingreifposition positioniert wird, in der es in dem äußeren Zahn 18a ein greift und diesen blockiert.

Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, steht die Antriebswelle 24 mit einem linken Ende 4b der Wickelwelle 4 unter Verwendung einer Keilnutenverbindung in Eingriff und rotiert daher gemeinsam mit der Wickelwelle 4 als gemeinsame Baueinheit.

Wie in den Fig. 1, 5 und 6 gezeigt ist, weist der Gurt spannungssteuerungsmechanismus 7 folgendes auf: ein Gehäuse 25, das an der linken Wand 2b befestigt ist, einen Getriebe halter 26 mit einer vorbestimmten Anzahl eingreifender Zähne 26a, 26a, . . . auf seiner äußeren Fläche, der innerhalb des Ge häuses 25 auf der Antriebswelle 24 befestigt ist, einen Rei bungshebel 27, der an dem Gehäuse 25 so befestigt ist, daß der Reibungshebel 27 um eine Schwenkachse 27a, die ein Ende des Reibungshebels 27 ist, schwenken kann, eine Reibungsplat te 28, die drehbar an einer Tragwelle 27b, die das andere En de des Reibungshebels 27 ist, befestigt ist, eine Drehwelle 29, die drehbar in dem Gehäuse 25 gelagert ist, eine an triebsseitige Getriebekupplung 30, die durch die Drehwelle 29 so getragen wird, daß sie in der axialen Richtung der Dreh welle 29 gleiten kann und relativ zu der Drehwelle 29 nicht rotieren kann, eine abtriebsseitige Getriebekupplung 32, die durch die Drehwelle 29 so getragen wird, daß sie relativ zu der Drehwelle 29 nicht rotieren kann, eine Kupplungsplatte 33, die durch die Drehwelle 29 ebenfalls so getragen wird, daß sie in der axialen Richtung der Drehwelle 29 gleiten kann und relativ zu der Drehwelle 29 nicht rotieren kann, eine Kupplungsfeder 34, die zwischen der abtriebsseitigen Getrie bekupplung 32 und der Kupplungsplatte 33 zusammengedrückt ist, ein Hebelbauteil 35, das um die Fläche der Kupplungs platte 33 so getragen ist, daß es relativ zu der Kupplungs platte 33 rotieren kann, eine ringförmige Federkupplung 36, die zwischen der Kupplungsplatte 33 und dem Hebelbauteil 35 angeordnet ist, eine U-förmige Feder 37 zwischen dem Hebel bauteil 35 und dem Reibungshebel 27, einen ersten Getriebe übertragungsmechanismus 38, der einen elektrischen Motor 40, der später erläutert wird, und die antriebsseitige Getriebe kupplung 30 verbindet, und einen zweiten Getriebeübertra gungsmechanismus 39, der die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 und den Getriebehalter 26 verbindet, und den elektrischen Motor 40.

Wie in der Fig. 9a dargestellt ist und wie später beschrieben werden wird, ist eine Rückholfeder 54 zwischen dem Reibungs hebel 27 und dem Gehäuse 25 gespannt. Daher ist der Reibungs hebel 27 aufgrund der kleinen Federkraft der Rückholfeder 54 stets in Richtung des Gegenuhrzeigersinns der Fig. 9a vorge spannt.

Wie in der Fig. 5 gezeigt ist, ist die Reibungsplatte 28 un gefähr fächerförmig geformt und eines ihrer Enden weist einen Bogenabschnitt 28a und einen radialen Vorsprung 28b auf. Der Bogenabschnitt 28a und eine Seite des Vorsprungs 28b können in Kontakt mit einem größeren Umfang 24a der Antriebswelle kommen. Fig. 9a zeigt eine Rückholfeder 55, die zwischen der Reibungsplatte 28 und dem Gehäuse 25 gespannt ist. Daher wird die Reibungsplatte 28 aufgrund der kleinen Federkraft der Rückholfeder 55 stets in Richtung des Gegenuhrzeigersinns der Fig. 9a vorgespannt. Eine Seite des radialen Vorsprungs 28b wird daher normalerweise in Kontakt mit dem größeren Umfang 24a gehalten. Der größere Umfang 24a der Antriebswelle 24 und die Reibungsplatte 28 stellen den Gurtspannungsdetektor dar. Die Reibungsplatte 28 wird durch die Rückholfeder 54 über den Reibungshebel 27 gleichbleibend mit einer kleinen, in der Fig. 9a nach unten gerichteten Kraft beaufschlagt.

Wie in der Fig. 6 genauer dargestellt ist, ist die an triebsseitige Getriebekupplung 30 mit einer vorbestimmten An zahl von Zähnen 30a auf ihrem äußeren Umfang versehen, und die Zähne 30a kämmen mit den Zähnen des letzten Zahnrads des ersten Getriebeübertragungsmechanismus 38. Auf diese Weise wird die Antriebskraft des elektrischen Motors 40 auf die an triebsseitige Getriebekupplung 30 übertragen. Die ab triebsseitige Getriebekupplung 32 ist mit einer vorbestimmten Anzahl von Zähnen 32a auf ihrem äußeren Umfang versehen und diese Zähne 32a kämmen mit den Zähnen des letzten Zahnrads des zweiten Getriebeübertragungsmechanismus 39. Auf diese Weise wird die Antriebskraft der abtriebsseitigen Getriebe kupplung 32 auf den Getriebehalter 26 übertragen.

Weiterhin haben die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 und die Kupplungsplatte 33 Kupplungszähne 32b und Kupplungszähne 33a, die jeweils auf deren einander zugewandten Stirnflächen ausgebildet sind. Diese Kupplungszähne 32b und 33a kämmen miteinander, wenn die Kupplungsplatte 33 sich zu der ab triebsseitigen Getriebekupplung 32 hin verschiebt, wodurch die Antriebskraft der Kupplungsplatte 33 auf die abtriebssei tige Getriebekupplung übertragen wird.

Weiterhin weisen die Drehwelle 29 und die antriebsseitige Ge triebekupplung 30 eine Nockenfläche 29a und eine Nockenfläche 30b auf, die jeweils auf deren, der Kupplungsplatte 33 zuge wandten Flächen ausgebildet sind und die eine exzentrische, konusförmige Konkavität bilden. Die Kupplungsplatte 33 weist einen bogenförmigen Vorsprung 33b auf, der auf einer der an triebsseitigen Getriebekupplung 30 zugewandten Fläche ausge formt ist. Die Kupplungsplatte 33 wird in Richtung der an triebsseitigen Getriebekupplung 30 durch die Federkraft der Kupplungsfeder 34 vorgespannt, so daß der Vorsprung 33b immer in Kontakt mit der Nockenfläche 30b steht. Die Nockenfläche 30b, die in der Fig. 6 unter normalen Bedingungen gezeigt ist, hält die Kupplungsplatte 33 durch die Kraft der Kupp lungsfeder 34 im weitesten Abstand von der abtriebsseitigen Getriebekupplung 32 und hält die Kupplungszähne 32b und 33a in einer Nichteingriffsposition. Wenn die antriebsseitige Ge triebekupplung 30 in der Sicherheitsgurtabrollrichtung rela tiv zu der Kupplungsplatte 33 rotiert, verschiebt die Nocken fläche 30b die Kupplungsplatte 33 in Richtung auf die ab triebsseitige Getriebekupplung 32, so daß die Kupplungszähne 32b und 33a ineinandergreifen. Die Nockenfläche 30b überträgt weiterhin die Rotationskraft der antriebsseitigen Getriebe kupplung 30 in der Sicherheitsgurtabrollrichtung auf die Kupplungsplatte 33, so daß die Kupplungsplatte 33 in der gleichen Richtung rotiert.

Wie in der Fig. 5 gezeigt ist, ist das Hebelbauteil 35 mit einem Arm 35a versehen. Der Arm 35a kommt mit der Tragwelle 27b des Reibungshebels 27 in Kontakt, wenn das Hebelbauteil 35 in der Sicherheitsgurtabrollrichtung rotiert. Der Arm 35a ist mit einem Eingreifteil 35b versehen, dessen Spitze derart ausgebildet ist, daß der Eingreifteil 35b in der Lage ist, mit einem der Zähne 26a des Getriebehalters 26 in Eingriff zu gelangen. Der Arm 35a ist mit einem Federhaltervorsprung 35c nahe dem Eingreifteil 35b versehen. Die Kupplungsplatte 33 und das Hebelbauteil 35 rotieren in einem normalen Zustand aufgrund der Federkupplung 36 zusammen, aber rotieren gegen sätzlich zueinander, wenn einander entgegengesetzte Hebelmo mente, die größer sind als ein vorbestimmter Betrag, auf die Kupplungsplatte 33 und das Hebelbauteil 35 aufgebracht wer den.

Ein Ende der U-förmigen Feder 37 wird durch den Federhalter vorsprung 35c des Hebelbauteils 35 getragen und das andere Ende wird durch die Tragwelle 27b des Reibungshebel 27 getra gen. Die U-förmige Feder 37 verhindert, daß der Arm 35a schwingt. Die U-förmige Feder 37 spannt, wie in der Fig. 9a gezeigt ist, den Arm 35b vor, um den Arm 35a von dem Getrie behalter 26 wegzuhalten, wenn der Federhaltervorsprung 35c des Arms 35a relativ zu der Linie γ in der Fig. 9a, die die Drehachse des Hebelbauteils 35 und die Mitte der Schwenkachse 27a und des Reibungshebels 27 verbindet, auf der gegenüber liegenden Seite des Getriebehalters liegt. Die U-förmige Fe der 37 spannt auf der anderen Seite den Arm 35a in Richtung auf den Getriebehalter 26 vor, wenn der Federhaltervorsprung 35c relativ zu der Linie γ auf der Seite des Getriebehalters 26 liegt, wie in den Fig. 10a und 11a gezeigt ist.

Das Schwenken des Arms 35a weg von dem Getriebehalter 26, wie in der Fig. 9a gezeigt ist, wird durch einen Anschlag 53 be grenzt. Auch wenn der Federhaltervorsprung 35c relativ zu der Linie γ auf der anderen Seite des Getriebehalters 26 liegt, und sogar wenn der Arm 35a durch die U-förmige Feder von dem Getriebehalter 26 weg vorgespannt wird, hindert der Anschlag 53 den Arm 35a daran, weiter von dem Getriebehalter wegzu schwenken.

Der elektrische Motor 40 des Gurtspannungssteuerungsmechanis mus 7 ist in dem Rahmen 2 installiert. Die Antriebskraft des elektrischen Motors 40 wird auf die antriebsseitige Getriebe kupplung 30 durch den ersten Getriebeübertragungsmechanismus 38 übertragen. Die Antriebskraft des elektrischen Motors 40 wird weiterhin auf den Getriebehalter 26 über die Kupplungs platte 33, die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 und den zweiten Getriebeübertragungsmechanismus 39 übertragen, wenn die Zähne 32b der abtriebsseitigen Getriebekupplung 32 und die Zähne 33a der Kupplungsplatte 33 miteinander kämmen.

Die Spannvorrichtung 8 ist im Stand der Technik ebenfalls gut bekannt und die Wickelwelle 4, wie in der Fig. 1 darge stellt ist, wird durch eine Spiralfeder 41 über die Antriebs welle 24 in der Sicherheitsgurtaufrollrichtung β vorgespannt.

Der elektrische Motor 40 ist weiterhin, wie in der Fig. 1 ge zeigt ist, mit einer zentralen Prozessoreinheit 42 (im fol genden als CPU bezeichnet) verbunden, die aus einem Mikrocom puter oder dergleichen besteht. Ein Frontobjektdetektionssen sor 43, ein Gurtspannungsdetektionssensor 67, ein Angurt schalter 69 und ein Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 70 sind mit der CPU 42 verbunden.

Wie in der Fig. 7 gezeigt ist, sind die Frontobjektdetekti onssensoren 43 in vorbestimmten Positionen P, P auf einer frontseitigen Windschutzscheibe 46 an der dem Fahrzeuginnen raum zugewandten Seite angebracht, insbesondere nahe einem Rückspiegel 44, nahe einem Instrumentenbrett 45 oder in einem durch Wischer abgedeckten Bereich. In diesem Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung ist der Frontobjektdetekti onssensor 43 ein optischer Sensor. Der Frontobjektdetektions sensor 43, wie in den Fig. 8a und 8b gezeigt ist, weist ein Sensorgehäuse 48, das mit Klebstoff 47 an die frontseiti ge Windschutzscheibe 46 geklebt ist, eine Lichtquelle, die Licht in Frontrichtung des Fahrzeugs emittiert, und einen Lichtempfänger auf, der reflektiertes Licht von Objekten in Frontrichtung empfängt. Die Lichtquelle weist eine Lampe 49 (LED oder LD), um Licht zu emittieren, und eine Linse 50 auf, die das Licht von der Lampe 49 sammelt und es in Frontrich tung des Fahrzeugs abstrahlt. Der Lichtempfänger weist eine Linse 51, um das von Objekten reflektierte Licht zu sammeln, und einen optischen Sensor 52 (PSD) auf, der das reflektierte Licht von der Linse 51 empfängt, um das reflektierte Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das zu der CPU 42 über tragen wird. Der Frontobjektdetektionssensor 43 detektiert Objekte vor dem Fahrzeug und überträgt das Objektdetektions signal zu der CPU 42.

Der Gurtspannungsdetektionssensor 67 detektiert die auf den Sicherheitsgurt 3 während der Benutzung aufgebrachte Spannung und überträgt das Detektionssignal zu der CPU 42. Weiterhin detektiert der Gurtschalter 69, ob der Sicherheitsgurt ange legt ist oder nicht; d. h. er detektiert die Verbindung einer Schnalle und einer Zunge und überträgt das Detektionssignal zu der CPU 42. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 70 detek tiert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und überträgt das De tektionssignal zu der CPU 42.

Der Frontobjektdetektionssensor 43 muß nicht notwendigerweise ein optischer Sensor sein. Es können auch andere Objektdetek toren eingesetzt werden, die beispielsweise Radiowellen, wie beispielsweise Millimeterwellen, Ultraschallwellen oder Bil derkennung verwenden. Mehr als ein Frontobjektdetektionssen sor 43 kann installiert sein und der Frontobjektdetektions sensor 43 kann so ausgelegt sein, daß von links nach rechts und von oben nach unten gescannt wird.

Der Betrieb der Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung gemäß obi ger Beschreibung wird nachfolgend beschrieben werden.

Wenn die CPU 42 nach der Übertragung des Objektdetektions signals von dem Frontobjektdetektionssensor 43 feststellt, daß die Betriebserfordernisse für den Gurtspannungssteue rungsmechanismus 7 erfüllt sind, betreibt die CPU 42 den elektrischen Motor 40 so, daß dieser abhängig von den Be triebserfordernissen entweder in der Sicherheitsgurtabroll richtung α oder in der Aufrollrichtung β rotiert.

Wenn der elektrische Motor 40 in der Abrollrichtung α ro tiert, rotieren die antriebsseitige Getriebekupplung 30 und die Kupplungsplatte 33 durch den ersten Getriebeübertragungs mechanismus 38, ausgehend von dem in den Fig. 9a und 9b gezeigten Zustand, beide in dieselbe Richtung α. Wenn die Kupplungsplatte 33 rotiert, rotiert das Hebelbauteil 35 in der Richtung β, der gleichen Richtung wie die der Kupplungs platte 33. Daraufhin kommt der Arm 35a des Hebelbauteils 35 in Kontakt mit der Tragwelle 27b des Reibungshebels 27, wie in der Fig. 10a gezeigt wird. Wenn sich der Federhaltervor sprung 35c über die Linie γ zu der Seite des Getriebehalters 26 bewegt hat, wird an diesem Punkt der Arm 35a durch die Fe derkraft der U-förmigen Feder 37 in der gleichen Richtung α vorgespannt.

Der Arm 35a des Hebelbauteils 35, der weiter in der Richtung α rotiert, zwingt den Reibungshebel 27 zum Schwenken um die Schwenkachse 27a gegen die Federkraft der Rückholfeder 54 in der Abrollrichtung α. Mit der Schwenkbewegung des Reibungs hebels 27 in der Abrollrichtung α schwenkt die Tragwelle 27b in der gleichen Richtung und verursacht, daß die Reibungs platte 28 sich, wie in der Fig. 10a gezeigt, nach oben be wegt, so daß der Bogenabschnitt 28a der Reibungsplatte 28 in Kontakt mit dem größeren Umfang 24a der Antriebswelle 24 kommt. Auf diese Weise werden die Rotationen des Hebelbau teils 35 und der Kupplungsplatte 33 angehalten.

Auch wenn die Rotation der Kupplungsplatte 33 angehalten wird, rotiert die antriebsseitige Getriebekupplung 30 weiter hin in der Abrollrichtung α. Die Nockenfläche 30b der an triebsseitigen Getriebekupplung 30 und die Nockenfläche 29a der Drehwelle drücken daher die Drehwelle 29 und den Vor sprung 23b in Richtung der abtriebsseitigen Getriebekupplung 32. Auf diese Weise gleiten sowohl die Drehwelle 29 und die Kupplungsplatte 33 in Richtung der abtriebsseitigen Getriebe kupplung 32, wodurch die Zähne 33a der Kupplungsplatte 33 mit den Zähnen 32b der abtriebsseitigen Getriebekupplung 32 käm men. Die Kupplungsplatte 33 und die abtriebsseitige Getriebe kupplung 32 sind auf diese Weise verbunden.

Wenn die Antriebskraft des Elektromotors 40 größer wird als der Reibungswiderstand der Kupplungsplatte 33, hervorgerufen durch die Federkupplung 36, wird die Antriebskraft des elek trischen Motors 40 durch die Kupplungsplatte 33 zu der ab triebsseitigen Getriebekupplung 32 übertragen, da die Kupp lungsplatte 33 und die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 verbunden sind. Die Antriebskraft wird weiter durch den zwei ten Getriebeübertragungsmechanismus 39 auf den Getriebehalter 26 übertragen. Folglich rotiert der Getriebehalter 26 in der Abrollrichtung α und verursacht, daß die Antriebswelle 24 und die Wickelwelle 4 in der gleichen Richtung α rotieren. Auf diese Weise wird der Sicherheitsgurt 3 abgewickelt.

Mit der Rotation des größeren Umfangs 24b der Antriebswelle 24 in der Abwickelrichtung α bewirkt die zwischen dem größe ren Umfang 24b und dem Bogenteil 28a erzeugte Reibung, daß die Reibungsplatte 28 gegen die Federkraft der Rückholfeder 55 im Uhrzeigersinn schwenkt, wie in Fig. 11a gezeigt ist. Wenn die Schwenkbewegung der Reibungsplatte 28 bewirkt, daß der Bogenabschnitt 28a sich von dem größeren Umfang 24b löst, kann sich die Reibungsplatte 28 in Fig. 11a weiter nach oben bewegen. Auf diese Weise rotiert das Hebelbauteil 35 eben falls weiter in der Richtung α und bewirkt, daß das Ein greifteil 35b des Arms 35a in einen der Zähne 26a des Getrie behalters 26 eingreift. Wenn der elektrische Motor durch ei nen Timer oder den Gurtspannungsdetektionssensor 67 anhält, stoppt auch die Rotation der Wickelwelle 4 in der Richtung α, wodurch das Abrollen des Sicherheitsgurts 3 angehalten wird. Wenn das Abwickeln des Sicherheitsgurtes 3 angehalten ist, wird die Antriebskraft des elektrischen Motors 40 nicht mehr auf das Hebelbauteil 35 übertragen, da der Antrieb des elektrischen Motors 40 abgeschaltet ist. Da jedoch der Arm 35a in diesem Zustand in der Richtung, in der das Eingreif teil 35b mit einem der Zähne 26a in Eingriff steht, vorge spannt ist, wird der Eingriff zwischen dem Eingreifteil 35b und einem der Zähne 26a aufrechterhalten.

In diesem Zustand wird die Kraft der Spanneinrichtung 8 eben falls nicht auf den Sicherheitsgurt 3 übertragen, da die Wic kelwelle 4 gegen eine Rotation sowohl in der Abrollrichtung α als auch der Aufrollrichtung β blockiert ist. Der Sicher heitsgurt 3 wird daher in einem spannungslosen Zustand gehal ten.

Zum Lösen des Eingriffs zwischen dem Eingreifteil 35b und dem Zahn 26a schaltet die CPU 42 den elektrischen Motor 40 in der Aufrollrichtung β an. Wenn die antriebsseitige Getriebekupp lung 30 beim Einschalten des Motors in der Aufrollrichtung β rotiert, verschiebt sich der Vorsprung 33b der Kupplungsplat te 33, geführt durch die Nockenfläche 30b, in axialer Rich tung. Folglich wird der Eingriff zwischen den Zähnen 33a und 32b gelöst, wodurch auch die Verbindung der Kupplungsplatte 33 und der abtriebsseitigen Getriebekupplung 32 gelöst wird. In der Folge kehren die antriebsseitige Getriebekupplung 30, die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 und die Kupplungs platte 33 zu demselben Zustand zurück, wie er in der Fig. 9b gezeigt ist.

Wenn der elektrische Motor 40 weiter in der Aufrollrichtung β antreibt, rotiert die antriebsseitige Getriebekupplung 30 in der gleichen Richtung β. Da die Rotation der antriebsseitigen Getriebekupplung 30 die Kupplungsplatte 33 veranlaßt, in der gleichen Richtung β zu rotieren, rotiert das Hebelbauteil 35 in der Richtung, in der sich sein Arm 35a von dem Getriebe halter 26 trennt. Folglich löst sich das Eingreifteil 35b von dem Zahn 26a, wodurch der Getriebehalter 26 für eine Drehung freigegeben wird. Auf diese Weise wird die Kraft von der Spannvorrichtung 8 über die Wickelwelle 4 auf den Sicher heitsgurt 3 übertragen.

Wenn das Hebelbauteil 35 sich weiter in der gleichen Richtung dreht und der Arm 35a in Kontakt mit dem Anschlag 53 kommt, stoppt der Antrieb des elektrischen Motors 40. Da der Feder haltervorsprung 35c relativ zu der Linie γ in diesem Zustand gegenüber des Getriebehalters 26 positioniert ist, wird der Arm 35a durch die Federkraft der U-förmigen Feder 37 in Kon takt mit dem Anschlag 53 gehalten. Der Gurtspannungssteue rungsmechanismus 7 kehrt auf diese Weise in den anfänglichen Zustand zurück, wie er in der Fig. 9a gezeigt ist.

Wenn auf der anderen Seite der elektrische Motor 40 von dem Zustand der Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung 1, wie er in den Fig. 9a und 9b dargestellt ist, aus in der Aufroll richtung β angetrieben wird, versuchen die antriebsseitige Getriebekupplung 30 und die Kupplungsplatte 33 durch den er sten Getriebeübertragungsmechanismus 38 in der gleichen Rich tung β von dem Zustand aus, wie er in den Fig. 9a und 9b dargestellt ist, zu rotieren. Da jedoch der Arm 35a des He belbauteils 35 in Kontakt mit dem Anschlag 53 ist, werden die Kupplungsplatte 33 und das Hebelbauteil 35 davon abgehalten, in der Richtung β zu rotieren.

Auch wenn die Kupplungsplatte 33 davon abgehalten wird, in der Richtung β zu rotieren, rotiert die antriebsseitige Ge triebekupplung 30 weiter in der Aufrollrichtung β. Die Noc kenfläche 30b der antriebsseitigen Getriebekupplung 30 und die Nockenfläche 29a der Drehwelle drücken die Drehwelle 29 und den Vorsprung 33b in Richtung auf die abtriebsseitige Ge triebekupplung 32. Daher gleiten sowohl die Drehwelle 29 als auch die Kupplungsplatte 33 in Richtung der abtriebsseitigen Getriebekupplung 32, wodurch bewirkt wird, daß die Zähne 33a der Kupplungsplatte 33 mit den Zähnen 32b der abtriebsseiti gen Getriebekupplung 32 kämmen. Die Kupplungsplatte 33 und die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 sind auf diese Weise verbunden.

Wenn die Antriebskraft des elektrischen Motors 40 größer wird als der Reibungswiderstand der Kupplungsplatte 33, der durch die Federkupplung 36 hervorgerufen wird, wird die Antriebs kraft des elektrischen Motors 40 über die Kupplungsplatte 33 auf die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 übertragen, da die Kupplungsplatte 33 und die abtriebsseitige Getriebekupp lung 32 verbunden sind. Die Antriebskraft wird weiterhin über den zweiten Getriebeübertragungsmechanismus 39 auf den Ge triebehalter 26 übertragen. Folglich rotiert der Getriebehal ter 26 in der Aufwickelrichtung β und bewirkt, daß die An triebswelle 24 und die Wickelwelle 4 in der gleichen Richtung β rotieren. So wird der Sicherheitsgurt 3 aufgewickelt. Auf diese Weise wird der Sicherheitsgurt 3 durch die Aufrollkraft des elektrischen Motors 40 gespannt. Wenn die Gurtspannung ein vorbestimmtes Niveau erreicht, stoppt die CPU 42 den An trieb des elektrischen Motors 40.

Wenn der elektrische Motor 40 anhält, wird keine Aufrollkraft durch den Antrieb des elektrischen Motors 40 auf die Wickel welle 4 übertragen und kein Widerstand gegen die Abrollrich tung α wird verursacht, so daß die Wickelwelle 4 durch die Vorspannkraft der Spanneinrichtung 8 sich allmählich in der Abrollrichtung α dreht, wodurch die auf den Sicherheitsgurt 3 aufgebrachte Gurtspannung allmählich verringert wird. Die Gurtspannung des Sicherheitsgurts 3 gleicht sich schließlich dem Niveau der durch die Spannungseinrichtung 8 bereitge stellten Kraft an.

Wenn der Gurtspannungssteuerungsmechanismus 7 nicht arbeitet um die Wickelwelle in der Sicherheitsgurtabrollrichtung α zu drehen, ergibt sich die nachfolgende Funktion

In diesem Zustand sind der Reibungshebel 27, die Reibungs platte 28 und das Hebelbauteil 35 wie in der Fig. 9a gezeigt positioniert. Der Bogenabschnitt 28a der Reibungsplatte 28 ist daher in Abstand zu dem größeren Umfang 24a der Antriebs welle 24 angeordnet und die Seite des radialen Vorsprungs 28b der Reibungsplatte 28 steht in Kontakt mit dem größeren Um fang 24a. Weiterhin befindet sich das Eingreifteil 35b des Hebelbauteils 35 in einer nicht eingreifenden Position ent fernt von den Zähnen 26a des Getriebehalters 26. Der Arm 35a wird in Kontakt mit dem Anschlag 53 gehalten, der verhindert, daß der Arm sich weiter in Richtung von dem Getriebehalter 26 wegdreht.

Auf diese Weise wird die Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung als eine konventionelle Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung normal arbeiten.

Im normalen Zustand, in dem das Fahrzeug nicht um einen Be trag abgebremst wird, der den vorbestimmten Betrag über schreitet, arbeitet der Verzögerungs-Sensor 6 nicht und die Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung 1 ist wie in der Fig. 1 oder der Fig. 4 gezeigt positioniert. In solch einem Zustand befindet sich das Eingreifteil 23a des Eingreifhebels 23 in einer nicht eingreifenden Position entfernt von den äußeren Zähnen 18a des Ringbauteils 18 und der Eingreifabschnitt 10a der Sperrklinke 10 befindet sich ebenfalls in einer nicht eingreifenden Position entfernt von den äußeren Zähnen 9a des Sperrklinkenrades 9. In diesem Zustand kann daher die Wickel welle 4 sich frei drehen und der Sicherheitsgurt 3 wird durch die Spanneinrichtung 8 in der Aufrollrichtung β über die An triebswelle 24 vorgespannt.

Wenn der Sicherheitsgurt 3 nicht verwendet wird, befindet sich die Zunge (nicht gezeigt), die an dem Sicherheitsgurt 3 befestigt ist, und das Schnallenbauteil (nicht gezeigt) nicht in Eingriff. Der Sicherheitsgurt 3 wird daher durch die Wic kelwelle 4 und die Vorspannkraft der Spanneinrichtung 8 auf gewickelt.

Wenn der Sicherheitsgurt 3 abgewickelt ist, ergibt sich fol gender Zustand

Wenn ein Insasse den Sicherheitsgurt 3 aus zieht, um ihn zu tragen, rotiert die Wickelwelle 4 gegen die Kraft der Spanneinrichtung 8 in der Abrollrichtung α. Auf diese Weise kann der Sicherheitsgurt 3 frei abgerollt werden.

Wenn der Insasse den Sicherheitsgurt 3 nicht berührt, nachdem er die Zunge und die Schnalle in Eingriff gebracht hat

Wenn der Insasse die Zunge und das Schnallenbauteil in Ein griff bringt, ist der Sicherheitsgurt länger ausgezogen als die erforderliche Länge bei genauer Anpassung. Wenn daher der Insasse den Sicherheitsgurt 3 nach dem Ineingriffbringen los läßt, wird der Sicherheitsgurt 3 durch die Kraft der Spann einrichtung 8 aufgerollt, bis der Gurt dem Körper des Insas sen angepaßt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Sicherheits gurt nur durch die Kraft der Spanneinrichtung 8 gespannt. Wenn das Fahrzeug jedoch beginnt sich zu bewegen und mit ei ner vorbestimmten Geschwindigkeit (10 bis 20 km/h), wie spä ter beschrieben wird, fährt, arbeitet der Gurtspannungssteue rungsmechanismus 7 und der Sicherheitsgurt 3 wird in dem spannungslosen Zustand gehalten, ohne daß irgendeine Spannung auf den Sicherheitsgurt 3 aufgebracht wird (im Falle des Kom fort-Modus, der später erläutert wird).

Wenn der Sicherheitsgurt 3 nicht verwendet wird, nachdem der Eingriff zwischen der Zunge und dem Schnallenbauteil gelöst ist

Wenn der Insasse die Zunge und das Schnallenbauteil des Si cherheitsgurts 3 voneinander trennt, um den Gurt abzunehmen, wird der Gurtspannungssteuerungsmechanismus 7 nach dem Emp fang eines Gurtlösesignals von dem Angurtschalter 69 deakti viert. Der Sicherheitsgurt 3 wird auf die Wickelwelle 4 durch die Kraft der Spanneinrichtung 8 aufgerollt, wie in dem Zu stand, wenn der Sicherheitsgurt nicht verwendet wird.

Sicherheitsgurtzustand, wenn das Fahrzeug um einen Betrag verzögert wird, der den vorbestimmten Betrag überschreitet

Wenn das Fahrzeug während der Fahrt durch eine Notbremsung um einen Betrag abgebremst wird, der den vorbestimmten Betrag überschreitet, wird die Sicherheitsgurtarretierung 5 akti viert. Als erster Schritt kippt das Trägheitsbauteil 22 nach vorne, wodurch der Eingreifhebel 23 nach oben zu dem Ringbau teil schwenkt. Das Eingreifbauteil 23a des Eingreifhebels 23 wird daher bewegt, um mit den äußeren Zähnen 18a des Ringbau teils 18 einzugreifen. Zwischenzeitlich wird, da sich der In sasse aufgrund der Verzögerung nach vorne bewegt, der Si cherheitsgurt 3 ausgezogen. Mit dem Ausziehen des Sicherheits gurts 3 drehen sich die Wickelwelle 4, das Sperrklinkenrad 9, der Halter 14, der Mitnehmer 15, das Scheibenbauteil 17 und das Ringbauteil 18 alle in der Sicherheitsgurtabrollrichtung α. Da die äußeren Zähne 18a des Ringbauteils 18 sofort mit dem Eingreifteil 23a in Eingriff gelangen, wird die Drehung des Scheibenbauteils 17 und des Ringbauteils 18 in der Si cherheitsgurt-Abrollrichtung α angehalten.

Da der Insasse dazu tendiert, sich nach vorne zu bewegen, wird der Sicherheitsgurt 3 weiter ausgezogen und die Wickel welle 4, das Sperrklinkenrad 9, der Arretierungsring 13 und der Halter 14 drehen sich alle in der Sicherheitsgurtabroll richtung α. Daher drehen sich der Halter 14 und das Schei benbauteil 17 relativ zueinander in entgegengesetzten Rich tungen, wodurch sich der Mitnehmer 15, geführt durch die Füh rungen 14a und 14b, in radialer Richtung (in der Fig. 3 nach oben) verschiebt. Die Verschiebung des Mitnehmers 15 bewirkt, daß der Eingreifüberstand 15e des Mitnehmers 15 mit den inne ren Zähnen 13a des Arretierungsrings 13 in Eingriff gelangt. Wenn das auf das Scheibenbauteil 17 in der Abwickelrichtung α aufgebrachte Moment durch weiteres Ausziehen des Sicher heitsgurtes 3 die Federkraft der ringartigen Feder 19 über schreitet, drehen sich der Mitnehmer 15 und das Scheibenbau teil 17 in der Abrollrichtung α.

Die Drehung des Mitnehmers 15 in der Abrollrichtung α be wirkt, daß der Eingreifüberstand 15e mit einem der inneren Zähne 13a in Eingriff gelangt, wodurch sich der Arretierungs ring 13 in der Abwickelrichtung α dreht. Die Rotation des Arretierungsrings 13 in der Abwickelrichtung α bewegt den Nockenstößel 10b der Sperrklinke 10, wobei der Nockenstößel 10b in dem Nockenloch 13b geführt ist. Mit der Bewegung des Nockenstößels 10b schwenkt die Sperrklinke 10 in Richtung des Sperrklinkenrads 9, um den Eingreifabschnitt 10a der Sperr klinke 10 nahe an die Eingreifposition mit den äußeren Zähnen 9a zu bringen. Mit einer weiteren Drehbewegung der Wickelwel le 4 und des Sperrklinkenrads 9 in der Abrollrichtung α greift der Eingreifabschnitt 10a in einen der äußeren Zähne 9a ein. Als Ergebnis wird die Rotation der Wickelwelle 4 und des Sperrklinkenrades 9 angehalten, wodurch verhindert wird, daß sich der Sicherheitsgurt 3 abwickelt. Auf diese Art und Weise kann der Insasse durch den Sicherheitsgurt 3 sicher zu rückgehalten und geschützt werden.

Sicherheitsgurtzustand beim schnellen Ausziehen

Wenn der Sicherheitsgurt 3 relativ zu der normalen Geschwin digkeit schnell ausgezogen wird, drehen sich die Wickelwelle 4, das Sperrklinkenrad 9 und der Halter 14 alle schnell in der Abrollrichtung α. Das Trägheitsbauteil, das das Schei benbauteil 17 und das Ringbauteil 18 aufweist, hält jedoch nicht mit der schnellen Drehung Schritt, wodurch eine Ver langsamung bewirkt wird. Die Verlangsamung bewirkt die rela tive Drehung zwischen dem Halter 14 und dem Scheibenbauteil 17. In gleicher Weise wie die Notbremsung veranlaßt die rela tive Drehung den Mitnehmer dazu, sich in einer radialen Rich tung zu bewegen, so daß der Eingreifabschnitt 15a mit einem der äußeren Zähne 9a des Sperrklinkenrads eingreift. Demgemäß wird die Drehung der Wickelwelle 4 angehalten, um zu verhin dern, daß der Sicherheitsgurt 3 abgerollt wird.

Wenn der Gurtspannungssteuerungsmechanismus 7 außer Betrieb ist, wobei die Wickelwelle 4 sich in der Abrollrichtung α oder der Aufrollrichtung β drehen kann, drehen sich die Räder des zweiten Getriebeübertragungsmechanismus 39 und die ab triebsseitige Getriebekupplung 32 immer noch zusammen mit der Wickelwelle 4. Da die Kupplungszähne 32b und die Kupplungs zähne 33a jedoch nicht miteinander kämmen, rotieren die Räder des ersten Getriebeübertragungsmechanismus 38 und der elek trische Motor 40 nicht zusammen mit der Wickelwelle 4.

Wenn der Gurtspannungssteuerungsmechanismus 7 in Betrieb ist, um die Wickelwelle in Abrollrichtung α zu drehen

In diesem Fall rotiert, da der Getriebehalter 26, wie in der Fig. 11a gezeigt ist, angehalten ist, die Wickelwelle 4 we der in der Abrollrichtung α noch in der Aufrollrichtung β. Unabhängig von dem Betrieb des Verzögerungs-Sensors 6 wird daher verhindert, daß der Sicherheitsgurt 3 abgerollt wird. Sogar wenn das Fahrzeug mit einer Rate abgebremst wird, die den Verzögerungs-Sensor 6 aktiviert, kann der Insasse durch den Sicherheitsgurt 3 sicher zurückgehalten und geschützt wer den.

Das Insassenrückhaltesystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in der Lage, wahlweise in vier Modi zur Steuerung des Auf- und Abrollens des Sicherheitsgurts 3 zu arbeiten. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, weisen die vier Modi einen Komfort- Modus, einen Vorsichts-Modus, einen Warn-Modus und einen Not fall-Modus auf.

Im Komfort-Modus ist beim Betrieb des Systems die Aufroll kraft für den Sicherheitsgurt 3 auf 0 N (kgf) eingestellt. In diesem Modus wird die Aufrollkraft für den Sicherheitsgurt 3 durch die Spanneinrichtung 8 durch Antreiben des Elektromo tors 40 in der Sicherheitsgurtabrollrichtung α aufgehoben. D.h., daß die Spannung auf den Sicherheitsgurt 3 aufgehoben wird, so daß sich der Sicherheitsgurt 3 in dem spannungslosen Zustand befindet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die drei festgelegten Bedingungen, um das Insassen-Rückhaltesystem in dem Komfort-Modus zu betreiben, folgende: (1) daß kein Objekt detektiert wird; (2) daß ein detektiertes Objekt nicht näher kommt; und (3) daß, auch wenn ein detektiertes Objekt näher kommt, der Insasse genügend Zeit hat, um dem Objekt auszuwei chen, oder daß der Insasse dem Objekt bereits ausweicht.

Es ist festgesetzt, daß eine der Bedingungen des Komfort- Modus erfüllt ist, wenn kein Objektdetektionssignal von dem Frontobjektdetektionssensor 43 ausgegeben wird, wenn die Dif ferenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Geschwin digkeit des Objekts, d. h. die relative Geschwindigkeit zwi schen dem Fahrzeug und dem Objekt null oder kleiner ist, d. h. die relative Geschwindigkeit 0 ist, bei Ausgabe des Objekt detektionssignals von dem Frontobjektdetektionssensor 43, oder wenn kein anderer Modus eingestellt ist. Das Insassen- Rückhaltesystem ist so betreibbar, daß der Komfort-Modus nach einem vorbestimmten Zeitraum (beispielsweise 3 bis 5 Sekun den), nachdem festgestellt wurde, daß eine der Bedingungen des Komfort-Modus erfüllt ist, eingestellt wird.

Um das Insassen-Rückhaltesystem in den Komfort-Modus zu ver setzen, wobei der Insasse gerade in dem Fahrzeugsitz sitzt und den Sicherheitsgurt 3 trägt, treibt die CPU 42 als ersten Schritt den elektrischen Motor 40 an, nach einem vorbestimm ten Zeitraum, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorbe stimmte Geschwindigkeit überschritten hat, in der Aufroll richtung zu rotieren. Die Rotation des elektrischen Motors 40 verursacht, daß der Sicherheitsgurt 3 aufgerollt wird, bis der Gurt dem Körper des Insassen angepaßt ist. In diesem Zu stand setzt die CPU 42 den Anfangszustand, um zu entscheiden, ob das Insassen-Rückhaltesystem sich in dem normalen Zustand befindet, und abzuprüfen, ob der Insasse gerade sitzt. Hier nach treibt die CPU 42 den elektrischen Motor 40 an, in der Abrollrichtung zu rotieren, um die Aufrollkraft der Spannein richtung 8 aufzuheben und um den Sicherheitsgurt 3 in den spannungslosen Zustand zu überführen. Auf diese Weise wird das Insassen-Rückhaltesystem in den Komfort-Modus versetzt.

Um das Insassen-Rückhaltesystem nach einem vorbestimmten Zeitraum, nachdem eine der vorbestimmten Bedingungen des Kom fort-Modus erfüllt ist, von einem anderen Modus in den Kom fort-Modus zu versetzen, wird der Sicherheitsgurt 3 für eine gewisse Zeit aufgerollt, und daraufhin wird der Komfort-Modus in derselben Weise, wie oben erwähnt, eingestellt.

Wenn der Sicherheitsgurt 3 aufgrund der Bewegung des Insassen in dem Zustand ausgezogen wird, in dem das System in den Kom fort-Modus versetzt ist, wird auf den Sicherheitsgurt 3 die Kraft einer Speicherfeder aufgebracht, die in den Getriebe halter 26 eingebaut ist. Die Kraft ist auf 5 N [0,5 kgf] oder weniger eingestellt. Wenn der Insasse in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, wird die Kraft der Speicherfeder aufge hoben, um den Sicherheitsgurt 3 wieder in den spannungslosen Zustand zu bringen.

In dem Vorsichts-Modus wird die Gurtspannung des Sicherheits gurtes 3 auf eine Spannung eingestellt, die nur durch die Kraft (beispielsweise 5 N) [0,5 kgf] der Spanneinrichtung 8 er zeugt wird. D.h., die Gurtspannung steht nicht unter dem Ein fluß der Aufrollkraft durch die Antriebskraft des elektri schen Motors 40. Zwei festgesetzte Bedingungen, um das Insas sen-Rückhaltesystem in dem Vorsichts-Modus zu betreiben, sind: (1) daß der Insasse den Sicherheitsgurt 3 trägt oder ab nimmt; und (2) daß der Insasse, wenn ein detektiertes Objekt näher kommt, während das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 bis 20 km/h fährt, nicht genügend Zeit hat, um dem Objekt auszuweichen.

Um zu entscheiden, ob eine der Bedingungen erfüllt ist, wird die erste Bedingung überprüft, indem detektiert wird, ob die Eingriffsbeziehung zwischen der Zunge und der Schnalle ausge führt oder gelöst ist. D.h. ein Detektionssensor ist wenig stens entweder in der Zunge oder der Schnalle installiert, um durch ein Ausgabesignal des Detektionssensors feststellen zu können, ob der Kontakt zwischen der Zunge und der Schnalle vorhanden oder unterbrochen ist.

Die zweite Bedingung wird andererseits durch die Bewertung geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs größer als 10 bis 20 km/h ist (Vs 10-20 km/h). Wenn entschieden wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs größer als 10 bis 20 km/h ist, werden der relative Abstand Dr und die relative Geschwindig keit Vr zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt in der Front- Rück-Richtung aus dem Objektdetektionssignal von dem Frontob jektdetektionssensor 43 bestimmt. Wenn die Fahrzeuggeschwin digkeit Vs größer als die relative Geschwindigkeit Vr und die relative Geschwindigkeit Vr positiv ist (Vs < Vr 0), (i) wird entschieden, daß das Objekt ein Fahrzeug ist, das vor dem Fahrzeug in der gleichen Richtung fährt, und daß der re lative Abstand verkürzt wird, d. h. der Fall des Hinterherfah rens. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs geringer ist als die relative Geschwindigkeit Vr, (ii) wird entschieden, daß das Objekt stationär oder ein nahekommendes Fahrzeug ist.

Der Fall (i), d. h. Hinterherfahren

Der Sicherheitsabstand Ds von dem Fahrzeug, das vor dem Fahr zeug fährt, berechnet sich, wenn das Fahrzeug mit der glei chen Verzögerung d abgebremst wird (beispielsweise 4- 6 m/sec²), nach Gleichung 1 wie folgt.

Gleichung 1

Ds = Vs·Td - d·Td + De

Vs: Fahrzeuggeschwindigkeit
Ds: Sicherheitsabstand zwischen Fahrzeugen
Td: Reaktionszeit des Fahrers (0,5-1,0 Sek.)
d : Vorgewählte Verzögerung (z. B. 4-6 m/sec²)
De: Erste vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 5 m)

Wenn der relative Abstand Dr geringer ist als der Sicher heitsabstand Ds (Dr Ds), wird entschieden, daß die zwei Be dingungen erfüllt sind.

Fall (ii), d. h. stationäres oder entgegenkommendes Fahrzeug

Wenn das Fahrzeug mit der gleichen Verzögerung d abgebremst wird, erhält man den Sicherheitsabstand Ds von dem stationä ren oder nahekommenden Fahrzeug wie folgt aus der Gleichung 2.

Gleichung 2

Ds = Vs·Td - Vr²/2d + De

Vs: Fahrzeuggeschwindigkeit
Ds: Sicherheitsabstand vom Objekt
Td: Reaktionszeit des Fahrers (0,5 bis 1,0 Sek)
d : Vorgewählte Verzögerung (z. B. 4-6 m/sec²)
De: Erste vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 5 m)

Wenn der relative Abstand Dr geringer ist als der Sicher heitsabstand Ds (Dr Ds) wird entschieden, daß die zwei Be dingungen erfüllt sind.

Wenn entschieden ist, daß eine der Bedingungen des Vorsichts- Modus erfüllt ist, wird das Insassen-Rückhaltesystem in dem Vorsichts-Modus betrieben.

Um das Insassen-Rückhaltesystem in den Vorsichts-Modus zu versetzen, steuert die CPU 42 den elektrischen Motor 40 nach einem vorbestimmten Zeitraum, nachdem entschieden ist, daß eine der Bedingungen des Vorsichts-Modus erfüllt ist, zu ei ner Rotation in der Aufrollrichtung. Daher wird der Sicher heitsgurt 3 nur durch die Aufrollkraft der Spanneinrichtung 8 gespannt. Hiernach hält die CPU 42 den elektrischen Motor 40 an. Auf diese Weise wird das Insassen-Rückhaltesystem in den Vorsichts-Modus versetzt.

Im Warn-Modus wird der Sicherheitsgurt 3 beim Betrieb des Sy stems durch Aufrollen des Sicherheitsgurts 3 mit der An triebskraft des elektrischen Motors 40 mit einer ersten vor eingestellten Gurtspannung (beispielsweise 20-30 N [2-3 kgf]) beaufschlagt. Die erste voreingestellte Gurtspannung wird auf eine Last so eingestellt, daß der Insasse das Ausziehen des Sicherheitsgurtes 3 spürt und es dem Insassen ermöglicht ist, sich bis zu einem gewissen Grad nach vorne zu bewegen. Auf diese Weise verwirklicht das System durch Aufrichten des Kör pers des Insassen einen Effekt, der den Insassen wachhält. Da der Insasse das Ausziehen des Sicherheitsgurts 3 spürt, kann dem Insassen weiterhin durch Erfühlen mit dem Körper ei ne Warnung zusätzlich zu den normalen Warneinrichtungen be wußt werden, wie beispielsweise einen Alarmton oder eine Warnlampe, wie später beschrieben wird.

In dem Warn-Modus wird der Insasse weiterhin durch einen Alarmton, eine Warnlampe oder beides aufmerksam gemacht. Die Bedingung, das Insassen-Rückhalteschutzsystem in dem Warn- Modus zu betreiben, ist zum ersten, daß das detektierte Ob jekt näher kommt, und daß eine sofortige Bewegung des Insas sen notwendig ist, um dem Objekt auszuweichen.

Ein Entscheidungsverfahren, ob die Bedingung für den Betrieb in dem Warn-Modus erfüllt ist, ist im wesentlichen das glei che. Den Sicherheitsabstand Ds erhält man durch die Gleichun gen 1 und 2. Wenn der Sicherheitsabstand Ds größer ist als der relative Abstand Dr, wird entschieden, daß die Bedingung 1 erfüllt ist. In diesem Warn-Modus wird jedoch eine zweite, vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 2 m), die kürzer als die erste vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 5 m) des Sicherheitsabstands Ds für den Vorsichts-Modus ist, anstelle der ersten, in den Gleichungen 1 und 2 verwendeten, vorgewählten Abstandsmarke verwendet, um den Sicherheitsabstand Ds zu bestimmen. Wenn entschieden ist, daß die Bedingung für den Warn-Modus erfüllt ist, wird das Insassen-Rückhaltesystem in dem Warn-Modus be trieben.

Um das Insassen-Rückhaltesystem in den Warn-Modus zu verset zen, steuert die CPU 42 den elektrischen Motor 40 wie beim Vorsichts-Modus zu einer langsamen Rotation in der Aufroll richtung, nachdem ein Alarmton gegeben und/oder die Warnlampe angeschaltet wurde. Der Sicherheitsgurt 3 wird daher durch die Aufrollkraft der Spanneinrichtung 8 gespannt. Hiernach hält die CPU 42 den elektrischen Motor 40 an. Auf diese Weise wird das Insassen-Rückhaltesystem in den Warn-Modus versetzt.

Im Notfall-Modus wird der Sicherheitsgurt 3 beim Betrieb des Systems durch Aufwickeln des Sicherheitsgurtes 3 mit der An triebskraft des elektrischen Motors 40 mit einer zweiten vor gewählten Gurtspannung (vorzugsweise größer als 50 N [5 kgf]), die größer als die erste vorgewählte Gurtspannung ist, beaufschlagt. Die zweite vorgewählte Gurtspannung ist auf ei ne Last so eingestellt, daß der Insasse die Spannung des Si cherheitsgurtes 3 eng anliegend spürt und daß der Beckengurt teil des Sicherheitsgurtes bis zu einem gewissen Grad aufge rollt wird. Im Notfall-Modus wird der Insasse weiterhin durch einen Alarmton, eine Warnlampe oder beides aufmerksam ge macht.

Die Bedingung, das Insassen-Rückhalteschutzsystem in dem Not fall-Modus zu betreiben, ist zum ersten, daß der Insasse eine Kollision mit dem detektierten Objekt nicht vermeiden kann.

Um zu entscheiden, ob die Bedingung erfüllt ist, wird zu nächst entschieden, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs höher als 10-20 km/h ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs höher als 10-20 km/h ist (Vs 10-20 km/h), werden die relative Ge schwindigkeit Vr und der relative Abstand Dr zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt aus dem Objektdetektionssignal von dem Frontobjektdetektionssensor 43 bestimmt. Zusätzlich wird ein Abstand (Vr·Ts) basierend auf der relativen Geschwin digkeit Vr und umgewandelt mit einer vorbestimmten Abschluß zeit des Systems Ts (z. B. 0,3 Sek.) bestimmt. Mit einer drit ten vorgewählten Abstandsmarke De′ (z. B. 2 m) wird dann die Summe (Vr·Ts + De′) des mit der Abschlußzeit Ts umgewandel ten Abstands (Vr Ts) und der dritten vorgewählten Abstands marke De′ bestimmt. Unabhängig davon, ob ein Fahrzeug als das Objekt vor dem Fahrzeug fährt oder nicht, wird, wenn der re lative Abstand Dr geringer ist als die Summe (Vr·Ts + De′) (d. h. Dr Vr·Ts + De′), entschieden, daß die Bedingung für den Notfall-Modus erfüllt ist. Wenn entschieden ist, daß die Bedingung für den Notfall-Modus erfüllt ist, wird das Insas sen-Rückhaltesystem in den Notfall-Modus versetzt.

Um das Insassen-Rückhaltesystem in den Notfall-Modus zu ver setzen, steuert die CPU 42 den elektrischen Motor 40, nachdem Alarm gegeben und/oder die Warnlampe angeschaltet wurde, zu einer schnellen Rotation in der Aufrollrichtung, um den Si cherheitsgurt 3 schnell aufzurollen. Die Aufrollgeschwindig keit ist so eingestellt, daß sie geringer ist als die Abroll geschwindigkeit des Sicherheitsgurts durch einen normalen Be nutzer. Der Sicherheitsgurt 3 wird daher durch die Antriebs kraft des elektrischen Motors 40 mit der zweiten vorgewählten Gurtspannung beaufschlagt. Hiernach hält die CPU 42 den elek trischen Motor 40 an. Auf diese Weise wird das Insassen- Rückhaltesystem in den Notfall-Modus versetzt.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild des Gurtspannungssteuerungs mechanismus 7 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.

Wie in der Fig. 13 gezeigt ist, weist der Steuerungsblock des Gurtspannungsmechanismus 7 in der Hauptsache vier Blocks auf: Eine Sensoreinheit 56, eine Eingabe-Arithmetikeinheit 57, ei ne Steuereinheit 58 und einen Objektüberwachungs- und Sensor teil 59.

Die Sensoreinheit 56, die ein Objekt detektiert, weist eine Vielzahl von Lampen 49 (LED oder LD) des Frontobjektdetekti onssensors 43 (Fig. 7), einen optischen Sensor (PSD) 52, eine lichtquellenseitige logische Schaltung 60 und lichtempfänger seitige Vorverstärker 61 auf. Das Licht von den Lampen 49 wird durch das Objekt reflektiert und dann durch den opti schen Sensor 52 (PSD) empfangen. Der optische Sensor 52 wan delt das reflektierte Licht in ein elektrisches Signal um, das daraufhin durch die Vorverstärker 61 verstärkt und zu der Eingabe-Arithmetikeinheit 57 übertragen wird.

Die Sensoreinheit 56 wird so eingerichtet, daß ein Meßabstand 30 bis 50 Meter von dem Objekt beträgt, ein detektierter Win kel ± 30° beträgt und Lichtstrahlen von den Lampen 49 fest oder abtastend angeordnet sein können. Es sollte bemerkt wer den, daß die oben angegebenen Werte nicht beschränkt sind, so daß verschiedene Werte für die Sensoreinheit 56 eingerichtet werden können.

Die Eingabe-Arithmetikeinheit 57 weist eine Zeitsteuereinheit 62, Steuereinheiten für automatische Verstärkung 63, einen Analog/Digital-Wandler (A/D) 64 und eine Arithmetikeinheit 65 auf. Die Zeitsteuereinheit 62 empfängt ein Steuersignal von der Steuereinheit 58 und überträgt die Steuersignale zum An schalten der Lampen 49. Die Verstärkung des elektrischen Si gnals des reflektierten Lichts von der Sensoreinheit 56 wird durch die Steuereinheiten für automatische Verstärkung 63 ge steuert und wird durch den A/D-Wandler 64 in ein digitales Signal umgewandelt. Die Arithmetikeinheit 65 berechnet Posi tions- und Geschwindigkeitsvektoren des Objekts basierend auf dem elektrischen Signal des reflektierten Lichts, das in das digitale Signal umgewandelt ist, berechnet die relative Ge schwindigkeit, den relativen Abstand, den Sicherheitsabstand und den Abstand, der der Systemabschlußzeit entspricht, und überträgt diese zu der Steuereinheit 58.

Die Steuereinheit 58 weist eine CPU-Steuereinheit 66 auf. Die CPU-Steuereinheit 66 überträgt ein Steuersignal zu der Zeit steuereinheit 62 und der Arithmetikeinheit 65, um ein Objekt durch Verwendung eines hierin gespeicherten Objektdetekti onsalgorithmus zu detektieren. Die CPU-Steuereinheit 66 ent scheidet ebenfalls, welcher Modus für das Verhältnis zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt festgelegt ist und zwar durch Verwenden des Objektdetektionsalgorithmus basierend auf den Daten des Objekts, einem Sicherheitsgurtanlegesignal und ei nem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, die von der Arithmeti keinheit 65 gesendet werden. Die CPU-Steuereinheit 66 über trägt das Steuersignal zu dem Objektüberwachungs- und Sensor teil 59, so daß dieser hinsichtlich des Gurtspannungssignals von dem Objektüberwachungs- und Sensorteil 59 sich in dem festgelegten Modus befindet.

Der Objektüberwachungs- und Sensorteil 59 weist einen Gurt- Spannungsdetektionssensor 67, einen Sicherheitsgurt-Aufroll mechanismus 68 mit dem elektrischen Motor 40, einen Angurt schalter 69 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 70 auf. Der Gurtspannungsdetektionssensor 67 detektiert die Gurtspan nung des Sicherheitsgurtes 3 (Fig. 1) und gibt an die Steuer einheit 58 ein Detektionssignal aus. Der Sicherheitsgurt- Aufrollmechanismus 68 wird durch das Steuersignal von der Steuereinheit 58 aktiviert, um die Gurtspannung des Sicher heitsgurts 3 zu steuern. Weiterhin gibt der Angurtschalter 69 das Sicherheitsgurt-Anlegesignal an die Steuereinheit 58 aus, wenn der Insasse den Sicherheitsgurt 3 durch Einstecken der Zunge in die Schnalle anlegt. Der Fahrzeuggeschwindigkeits sensor 70 detektiert die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahr zeugs, um das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal an die Steuer einheit 58 auszugeben.

Fig. 14 zeigt die Synchronisierung des Betriebs des Insassen- Rückhaltesystems.

Wie in der Fig. 14 gezeigt ist, wird der Angurtschalter ein geschaltet, wenn der Insasse in dem Sitz des Fahrzeugs sitzt und die Zunge in die Schnalle einsteckt, um den Sicherheits gurt 3 anzulegen. In diesem Zustand beträgt die Gurtspannung 5 N [0,5 kgf], was durch die Spanneinrichtung 8 festgelegt ist. Wenn das Fahrzeug gestartet und auf eine Geschwindigkeit von 10 km/h beschleunigt wird, wird der Fahrzeuggeschwindig keitssensor 70 eingeschaltet.

Nach einem vorbestimmten Zeitraum, nachdem der Fahrzeugge schwindigkeitssensor 70 eingeschaltet worden war, rotiert der elektrische Motor 40 für eine gewisse Zeit langsam in der Aufrollrichtung β, wodurch der Sicherheitsgurt 3 aufgerollt wird. Wenn die Gurtspannung ungefähr 20-30 N [2-3 kgf] er reicht, wird der elektrische Motor 40 angehalten. Demgemäß wird die Gurtspannung allmählich verringert. Nach einem kur zen Zeitraum, nachdem der elektrische Motor 40 angehalten wurde, dreht sich der elektrische Motor 40 langsam in der Ab rollrichtung α. Die Gurtspannung wird daher relativ schnell verringert und die Vorspannkraft der Spanneinrichtung 8 wird aufgehoben, so daß sie 0 N [kgf] beträgt und den Sicherheits gurt in den spannungslosen Zustand versetzt. Wenn der Sicher heitsgurt in dem spannungslosen Zustand ist, wird der elek trische Motor 40 angehalten. Auf diese Weise wird das Insas sen-Rückhaltesystem in den Komfort-Modus versetzt. In dem Komfort-Modus wird der Getriebehalter 26 gehalten, so daß der Sicherheitsgurt 3 in dem spannungslosen Zustand gehalten wird. Während normalen Fahrens wird das Insassen- Rückhaltesystem in dem Komfort-Modus gehalten.

Wenn sich der Insasse im Komfort-Modus derart bewegt, daß der Sicherheitsgurt 3 herausgezogen wird, wird der Sicherheits gurt 3 mit der Vorspannkraft der Speicherfeder beaufschlagt, die in dem Getriebehalter 26 eingebaut ist. Die Vorspannkraft ist so eingestellt, daß sie geringer als 5 N [0,5 kgf] ist. Wenn der Insasse ruhig sitzt, wird der Sicherheitsgurt 3 auf gerollt, bis die Vorspannkraft durch die Spanneinrichtung 8 0 N [kgf] wird, so daß der Sicherheitsgurt wieder in dem span nungslosen Zustand ist.

Wenn eine der Bedingungen für den Betrieb in dem Vorsichts- Modus erfüllt ist, rotiert der elektrische Motor 40 nach dem vorbestimmten Zeitraum langsam in der Aufrollrichtung β. In diesem Fall wird der Halt des Getriebehalters 26 durch eine leichte Drehung des elektrischen Motors 40 aufgehoben. Die Wickelwelle 4 wird durch die Spanneinrichtung 8 vorgespannt, wodurch der Komfort-Modus aufgehoben wird. Wenn der Halt des Getriebehalters 26 aufgehoben ist, wird der elektrische Motor 40 angehalten. Der Sicherheitsgurt 3 wird daher nur durch die Kraft der Spanneinrichtung 8 gespannt. Auf diese Weise ist das Insassen-Rückhaltesystem in den Vorsichts-Modus versetzt. In dem Vorsichts-Modus wird der Sicherheitsgurt 3, da die Gurtspannung nur durch die Kraft der Spanneinrichtung erzeugt wird, sogar wenn der elektrische Motor 40 angehalten wird, in diesem Gurtspannungszustand gehalten.

Wenn die Bedingung für den Betrieb in dem Warn-Modus erfüllt ist, rotiert der elektrische Motor 40 nach dem vorbestimmten Zeitraum langsam in der Aufrollrichtung β. Der Sicherheits gurt 3 wird daher durch die Antriebskraft des elektrischen Motors 40 weiter gespannt. Wenn die Gurtspannung die erste vorgewählte Gurtspannung (20 bis 30 N) [2-3 kgf] erreicht, wird der elektrische Motor 40 angehalten. Auf diese Weise wird das Insassen-Rückhaltesystem in den Warn-Modus versetzt. In dem Warn-Modus wird, da der elektrische Motor 40 angehalten ist, und der Getriebehalter 26 nicht gehalten wird, die Gurtspan nung allmählich verringert. Die Gurtspannung des Sicher 36947 00070 552 001000280000000200012000285913683600040 0002019636448 00004 36828heits gurts 3 gleicht sich schließlich dem Kraftniveau an, das durch die Spanneinrichtung 8 erzeugt wird.

Wenn die Bedingung für den Betrieb in dem Notfall-Modus er füllt ist, rotiert der elektrische Motor 40 nach dem vorbe stimmten Zeitraum schnell in der Aufrollrichtung β. Der Si cherheitsgurt 3 wird durch die Antriebskraft des elektrischen Motors 40 auf diese Weise weiter gespannt. Sobald die Gurt spannung die zweite vorgewählte Gurtspannung (größer als 50 N [5 kgf]) erreicht, wird der elektrische Motor angehalten. Auf diese Weise wird der Notfall-Modus eingestellt. In dem Not fall-Modus wird, da der elektrische Motor 40 angehalten ist und der Getriebehalter 26 in der gleichen Weise wie im Warn- Modus nicht gehalten ist, die Gurtspannung allmählich verrin gert. Die Gurtspannung des Sicherheitsgurtes 3 gleicht sich schließlich dem Kraftniveau an, das durch die Spanneinrich tung 8 erzeugt wird.

Wenn eine der Bedingungen für den Betrieb im Komfort-Modus erneut erfüllt wird, während das System in einem anderen Mo dus arbeitet, beispielsweise ein Fall, bei dem die Möglich keit einer Kollision ausgeschaltet ist, wird das Insassen- Rückhaltesystem in der gleichen Weise wie oben beschrieben, in den Komfort-Modus versetzt.

Wenn die Bedingung für den Betrieb in dem Warn-Modus während des Komfort-Modus erfüllt wird, die Bedingung für den Betrieb in dem Notfall-Modus während des Komfort-Modus erfüllt wird, oder die Bedingung für den Betrieb in dem Notfall-Modus wäh rend des Vorsichts-Modus erfüllt wird, wird der elektrische Motor 40 so gesteuert, daß er sich weiter in der Aufrollrich tung β dreht und das System wird in den Warn-Modus oder den Notfall-Modus versetzt.

Wenn eine der Bedingungen für den Betrieb in dem Vorsichts- Modus während des Warn-Modus oder des Notfall-Modus erfüllt wird, wird, da der Motor angehalten ist und die Gurtspannung daher in dem Warn-Modus oder dem Notfall-Modus oder auch dem Vorsichts-Modus nur durch die Kraft der Spanneinrichtung 8 erzeugt wird, das System ohne eine Rotation des elektrischen Motors 40 in den Vorsichts-Modus versetzt.

Wenn die Bedingung für den Betrieb in dem Warn-Modus während des Notfall-Modus erfüllt wird, wird, da die Gurtspannung in dem Notfall-Modus nur durch die Kraft der Spanneinrichtung 8 erzeugt wird, der elektrische Motor 40 so gesteuert, daß er sich in Aufrollrichtung β dreht. In der gleichen Weise wie beim Einstellen des Vorsichts-Modus wird der elektrische Mo tor 40 angehalten, wenn die Gurtspannung die erste voreinge wählte Gurtspannung erreicht.

Wenn der Insasse das Fahrzeug anhält und den Eingriff zwi schen der Schnalle und der Zunge löst, ist die Bedingung für den Betrieb in dem Vorsichts-Modus erfüllt. In der gleichen, oben erwähnten Weise wie beim Einstellen des Vorsichts-Modus wird der elektrische Motor 40 so gesteuert, daß er sich nach vorbestimmten Zeitraum langsam für einen kurzen Zeitraum in der Aufrollrichtung β dreht und dadurch den Halt des Getrie behalters 26 aufhebt. Die Wickelwelle 4 wird daher nur durch die Vorspannkraft der Spanneinrichtung 8 vorgespannt, so daß der Sicherheitsgurt 3 durch die Vorspannkraft aufgerollt wird. Nach dem vorbestimmten Zeitraum (einige Sekunden) nach dem der elektrische Motor 40 angehalten wurde, wird der elek trische Motor 40 so gesteuert, daß er sich erneut für einen kurzen Zeitraum in der Aufrollrichtung β dreht, wodurch der Sicherheitsgurt 3 vollständig auf die Wickelwelle 4 aufgewic kelt wird.

Es sollte einsichtig sein, daß das Insassen-Rückhaltesystem in jedem Modus, ganz zu schweigen von dem Komfort-Modus, die selben, oben erwähnten, Funktionen wie die konventionelle Si cherheitsgurt-Aufrolleinrichtung erfüllen kann, d. h. die Funktionen der Sicherheitsgurtarretierung 5, des Verzöge rungs-Sensors 6 und der Sperrklinke 10.

Obwohl die Gurtspannung in dem oben erwähnten Ausführungsbei spiel, nachdem die erste oder zweite vorgewählte Gurtspannung zur Versetzung in den Warn-Modus oder den Notfall-Modus er reicht ist, allmählich verringert wird, kann die Gurtspannung gemäß der vorliegenden Erfindung während des Warn-Modus oder des Notfall-Modus auch auf der ersten und zweiten Gurtspan nung gehalten werden. In diesem Fall wird die Drehung des elektrischen Motors 40 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Pulssteuerung gesteuert.

Auch wenn das oben erwähnte Ausführungsbeispiel vier Modi für das Insassen-Rückhaltesystem aufweist, ist die Anzahl der Mo di nicht auf diese Anzahl beschränkt. Beispielsweise können der Vorsichts-Modus und der Warn-Modus zu einem Modus kombi niert werden, so daß für das Insassen-Rückhaltesystem drei Modi verfügbar sind.

Die Fig. 15a und 15b zeigen ein weiteres Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 15a zeigt eine schema tische Teilansicht der linken Seite eines Fahrzeugs. Fig. 15b zeigt eine Schnittansicht entlang der Line XVB-XVB der Fig. 15a. Es sollte bemerkt werden, daß gleiche Komponenten, wie die Komponenten des zuvor erwähnten Ausführungsbeispiels, gleich numeriert sind, so daß die Einzelteilbeschreibungen für gleiche Komponenten weggelassen werden.

Ein Insassen-Rückhaltesystem für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein System zur Steuerung einer Si cherheitsgurt-Aufrolleinrichtung entsprechend dem Zustand des Fahrzeugs relativ zu einem Objekt auf der rechten oder linken Seite des Fahrzeugs. Wie in den Fig. 15a und 15b gezeigt ist, ist das Fahrzeug mit linken und rechten Objektdetekti onssensoren 75, 76 versehen, die längs der Öffnungskanten der Fenster 73, 74 der linken und rechten Fronttüren 71, 72 in nenraumseitig an den Fenstern 73, 74 angeordnet sind. Der linke Objektdetektionssensor 75 detektiert ein Objekt auf der linken Seite des Fahrzeugs und der rechte Objektdetektions sensor 76 detektiert ein Objekt auf der rechten Seite des Fahrzeugs. Die linken und rechten Objektdetektionssensoren 75, 76 können auch an allen anderen Bereichen als den Öff nungskanten der Fenster der linken und rechten Fronttüren 71, 72 angeordnet sein, solange es den linken und rechten Objekt detektionssensoren 75, 76 nur ermöglicht ist, Objekte auf den linken und rechten Seiten des Fahrzeugs zu detektieren.

Die linken und rechten Objektdetektionssensoren 75, 76 können in der gleichen Weise wie der Frontobjektdetektionssensor 43 zum Detektieren eines Objekts vor dem Fahrzeug, wie in den Fig. 7, 8a und 8b gezeigt, aufgebaut sein. Obwohl die Be schreibung für die Verwendung eines optischen Sensors gegeben wird, sollte bemerkt werden, daß andere Objektdetektoren, die beispielsweise Millimeterwellen, Ultraschallwellen oder Bild erkennung verwenden, als linke und rechte Objektdetektions sensoren 75, 76 verwendet werden können.

Obwohl Lampen von Lichtquellen und optische Sensoren der lichtempfangenden Teile nicht dargestellt sind, sind diese mit der CPU 42 in der gleichen Weise wie die Lampen 49 der Lichtquelle und der optische Sensor 52 des lichtempfangenden Teiles der Frontobjektdetektionssensors 43 verbunden, so daß das Ein- und Ausschalten der Lampen durch die Steuersignale von der CPU 42 gesteuert wird und die Objektdetektionssignale von den optischen Sensoren zu der CPU 42 übertragen werden.

Das Insassen-Rückhaltesystem dieses Ausführungsbeispiels weist drei Modi auf. Ein Komfort-Modus, ein Warn-Modus und ein Notfall-Modus werden zur Steuerung des Auf- und Abrollens der Sicherheitsgurts 3 eingestellt. Die Aufrollkräfte, die in dem Komfort-Modus, dem Warn-Modus und dem Notfall-Modus ein gestellt sind, werden auf dieselben jeweiligen Werte festge legt, wie die Aufrollkräfte für den Sicherheitsgurt 3 bei den Modi für die Berücksichtigung eines Objekts vor dem Fahrzeug wie unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben.

Die Bedingungen, um das Insassen-Rückhaltesystem in jeden der zuvor erwähnten Modi zu versetzen, sind in der folgenden Ta belle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Beispiele: δ = 0.2 Sek. ε = 0,5 Sek.

Basierend auf dem Wert des Zeitraums bis zur Kollision Ssr, der der Position des Fahrzeugs relativ zu einem Objekt auf einer Seite des Fahrzeugs entspricht, wird das Insassen- Rückhaltesystem in den Notfall-Modus versetzt, wenn der Zeit raum bis zur Kollision Ssr geringer ist als der erste vorein gestellte Wert δ sek. (z. B. 0,2 Sek.), es wird das System in den Warn-Modus versetzt, wenn der Zeitraum bis zur Kollision Ssr größer als der erste vorgewählte Wert δ und geringer als der zweite vorgewählte Wert ε Sek., ist und es wird das Sy stem in den Komfort-Modus versetzt, wenn der Zeitraum bis zur Kollision Ssr größer ist als der zweite vorgewählte Wert ε Sek. (ε δ; z. B. ε = 0,5 Sek).

Um den Zeitraum bis zur Kollision Ssr zu bestimmen, wenn ein Objekt auf einer Seite des Fahrzeugs detektiert wird, werden zunächst der relative Abstand Dsr und die relative Geschwin digkeit Vsr zwischen dem Fahrzeug und dem detektierten Ob jekt bestimmt.

Daraufhin wird der Zeitraum bis zur Kollision Ssr unter Ver wendung von Gleichung 3 mit diesen Werten Dsr und Vsr wie folgt berechnet.

Gleichung 3

Ssr = Dsr /Vsr

Ssr: Zeitraum bis zur Kollision
Dsr: Relativer Abstand in Seitenrichtung
Vsr: Relative Geschwindigkeit in Seitenrichtung

In diesem Ausführungsbeispiel werden die Objektdetektions signale sowohl von den linken als auch den rechten Objektde tektionssensoren 75, 76 zu der CPU 42 übertragen und es wird durch Verwendung eines logischen ODER der linken und rechten Objektdetektionssignale entschieden, in welchen Modus das Sy stem versetzt wird. D.h., wenn ein Objekt entweder auf der linken Seite oder der rechten Seite des Fahrzeugs, oder auf beiden Seiten, detektiert wird, wird entsprechend den Objekt detektionssignalen entschieden, einen der Modi einzustellen. Falls Objekte auf beiden Seiten detektiert werden und auf grund des Zustands zwischen einem der Objekte und dem Fahr zeug für den Komfort-Modus entschieden wird und aufgrund der Relativposition zwischen dem anderen Objekt und dem Fahrzeug für den Warn-Modus oder Notfall-Modus entschieden wird, wird das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem in den Warn-Modus oder den Notfall-Modus versetzt. Falls aufgrund der Relativpositi on zwischen einem der Objekte und dem Fahrzeug für den Warn- Modus entschieden wird und aufgrund der Relativposition zwi schen dem anderen Objekt und dem Fahrzeug für den Notfall- Modus entschieden wird, wird das Fahrzeug in den Notfall- Modus versetzt. Wenn für jeweilige Seiten auf verschiedene Modi entschieden wird, wird das Insassen-Rückhaltesystem dem nach in einen Modus mit größerer Gurtspannung versetzt.

Wenn jedoch auf beiden Seiten des Fahrzeugs kein Objekt de tektiert wird, sind sowohl der relative Abstand in Seiten richtung Dsr als auch die relative Geschwindigkeit in Seiten richtung Vsr beide null. In diesem Fall kann der Zeitraum bis zur Kollision Ssr unter Verwendung von Gleichung 3 nicht be rechnet werden. Wenn auf beiden Seiten des Fahrzeugs kein Ob jekt detektiert wird, wird in diesem Ausführungsbeispiel da her das Insassen-Rückhaltesystem in den Komfort-Modus ver setzt. Mit anderen Worten wird, wenn sowohl der relative Ab stand Dsr und die relative Geschwindigkeit Vsr beide null sind, der Zeitraum bis zur Kollision Ssr auf einen vorbe stimmten Wert γ Sek eingestellt, der größer ist als der zwei te vorgewählte Wert ε (z. B. wenn ε = 0,5 Sek. ist, ist γ = 1,0 Sek).

Wenn ein Objekt von einer Seite schräg auf das Fahrzeug zu kommt, werden die Komponenten in den Seitenrichtungen des Fahrzeugs als der relative Abstand in Seitenrichtung Dsr und die relative Geschwindigkeit in Seitenrichtung Vsr in der Gleichung 3 verwendet, um den Zeitraum bis zur Kollision Ssr zu bestimmen. Unter Verwendung des bestimmten Zeitraumes bis zur Kollision Ssr wird basierend auf den in Tabelle 1 gezeig ten Bedingungen in der gleichen Weise wie oben entschieden, welcher Modus für das Insassen-Rückhaltesystem einzustellen ist. Wenn beispielsweise ein entgegenkommendes Fahrzeug auf der inneren Spur einer Kurve fährt, während das Fahrzeug auf der äußeren Spur der Kurve fährt, werden die Komponenten in die Seitenrichtungen des Fahrzeugs als der relative Abstand Dsr und die relative Geschwindigkeit Vsr verwendet, um den Zeitraum bis zur Kollision Ssr in der gleichen Weise wie in dem Fall, wenn sich das Objekt dem Fahrzeug von einer Seite schräg nähert, zu bestimmen. Da hier die Möglichkeit besteht, daß das entgegenkommende Fahrzeug dem Fahrzeug deutlich näher kommt und daß das entgegenkommende Fahrzeug über die Mittel linie fährt, wenn beispielsweise die Geschwindigkeit des ent gegenkommenden Fahrzeugs relativ hoch ist, können in diesem Fall entweder der Komfort-Modus oder der Notfall-Modus für das Fahren einer Kurve eingestellt werden. Mit anderen Worten wird das Insassen-Rückhaltesystem in den Komfort-Modus ver setzt, wenn der Zeitraum bis zur Kollision Ssr größer ist als der zweite vorgewählte Wert ε, und das System wird in den Notfall-Modus versetzt, wenn der Zeitraum bis zur Kollision Ssr geringer ist als der zweite vorgewählte Wert ε. Es gibt einige Verfahren, um zu detektieren, daß das Fahrzeug in ei ner Kurve fährt, beispielsweise durch Detektieren des Winkels des Steuerrads durch einen Steuerwinkelsensor.

Wenn das Fahrzeug und ein entgegenkommendes Fahrzeug gerade aneinander vorbeifahren, ist überdies die relative Geschwin digkeit in Seitenrichtung Vsr null. Da der Zeitraum bis zur Kollision Ssr daher größer ist als der vorgewählte Wert ε ge mäß Gleichung 3, wird das Insassen-Rückhalteschutzsystem in den Komfort-Modus versetzt.

Da die anderen Funktionseinheiten, ein Gurtspannungssteue rungsverfahren, ein Steuerungsblock und eine Zeitsteuerung die gleichen sind wie die des zuvor erwähnten Ausführungsbei spiels, wird deren Beschreibung weggelassen.

Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil ei nes weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sollte bemerkt werden, daß den Komponenten des zu vor erwähnten Ausführungsbeispiels entsprechende Komponenten gleich numeriert sind, so daß die Einzelteilbeschreibungen für diese Komponenten weggelassen werden.

Ein Insassen-Rückhaltesystem für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein System zur Steuerung einer Si cherheits-Aufrolleinrichtung entsprechend dem Zustand des Fahrzeugs relativ zu einem Objekt hinter dem Fahrzeug. Wie in der Fig. 16 gezeigt ist, ist das Fahrzeug mit einem Heckob jektdetektionssensor 79 versehen, der bei diesem Ausführungs beispiel an der rückwärtigen Windschutzscheibe 78 innenraum seitig unmittelbar oberhalb einer rückwärtigen Hutablage 77 angeordnet ist. Der Rückobjektdetektionssensor 79 detektiert ein Objekt hinter dem Fahrzeug. Der Rückobjektdetektionssen sor 79 kann auf auch in jedem anderen Bereich als oberhalb der hinteren Hutablage 77 angeordnet sein, solange es dem Rückobjektdetektionssensor 79 nur möglich ist, ein Objekt hinter dem Fahrzeug zu detektieren.

Der Rückobjektdetektionssensor 79 kann in gleicher Weise wie der Frontobjektdetektionssensor 43 zum Detektieren eines Ob jektes vor dem Fahrzeug aufgebaut sein, wie er in den Fig. 7, 8a und 8b gezeigt ist. Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl die Beschreibung für die Verwendung eines optischen Sensors gegeben wird, andere Objektdetektoren, die beispielsweise Millimeterwellen, Ultraschallwellen oder Bilderkennung ver wenden, als Rückobjektdetektionssensoren 79 verwendet werden können.

Auch wenn die Lampen der Lichtquellen und ein optischer Sen sor eines lichtempfangenden Teils nicht dargestellt sind, sind diese mit der CPU 42 in der gleichen Weise wie die Lam pen 49 der Lichtquelle und der optische Sensor 52 des licht empfangenden Teils des Frontobjektdetektionssensors 43 ver bunden, so daß das Ein- und Ausschalten der Lampen durch die Steuersignale von der CPU 42 gesteuert wird und ein Objektde tektionssignal von dem optischen Sensor zu der CPU 42 über tragen wird.

Das Insassen-Rückhaltesystem dieses Ausführungsbeispiels weist vier Modi auf. Ein Komfort-Modus, ein Vorsichts-Modus, ein Warn-Modus und ein Notfall-Modus werden in der gleichen Weise eingestellt, wie das Steuern des Auf- und Abrollens des Sicherheitsgurts 3 unter Berücksichtigung des Objekts vor dem Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in Bezug auf Fig. 12 beschrieben wurde, und die Aufrollkräfte sind ebenfalls auf dieselben Werte wie bei dem in Bezug auf Fig. 12 be schriebenen Ausführungsbeispiel eingestellt.

Wie in der Fig. 17 gezeigt ist, sind die drei Bedingungen, die für das Betreiben des Insassen-Rückhaltesystems in dem Komfort-Modus festgesetzt sind, folgende: (1) daß kein Objekt detektiert wird; (2) daß ein detektiertes Objekt nicht näher kommt, und (3), daß beim Näherkommen eines Objekts der Insas se genügend Zeit hat, dem Objekt auszuweichen oder der Insas se dem Objekt bereits ausweicht.

Um zu entscheiden, daß eine der Bedingungen des Komfort-Modus erfüllt ist, stellt die CPU 42 fest, daß von dem Rückobjekt detektionssensor 79 kein Objektdetektionssignal ausgegeben wird, daß die Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Objekts, d. h. die relative Ge schwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt, null oder größer ist, d. h. die relative Geschwindigkeit 0 ist, falls von dem Rückobjektdetektionssensor 79 das Objektnach weissignal ausgegeben wird, oder daß kein anderer Modus ein gestellt ist.

Zwei festgelegte Bedingungen, um das Insassen-Rückhaltesystem in dem Vorsichts-Modus zu betreiben, sind: (1) daß der Insas se den Sicherheitsgurt 3 trägt oder abnimmt, und (2) daß, wenn ein detektiertes Objekt näher kommt, während das Fahr zeug mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 bis 20 km/h fährt, der Insasse nicht genügend Zeit hat, dem Objekt auszu weichen.

Um zu entscheiden, daß eine der Bedingungen erfüllt ist, wird die erste Bedingung bewertet, indem detektiert wird, ob der Eingriff zwischen der Zunge und der Schnalle vorhanden oder gelöst ist. D.h., daß ein Detektionssensor wenigstens in der Zunge oder der Schnalle installiert ist, damit durch ein Aus gabesignal des Detektionssensors bewertet werden kann, ob der Eingriff zwischen der Zunge und der Schnalle vorhanden oder gelöst ist.

Auf der anderen Seite wird die zweite Bedingung dadurch be wertet, daß entschieden wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs größer als 10 bis 20 km/h ist (Vs 10 bis 20 km/h). Wenn entschieden ist, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs größer als 10-20 km/h ist, werden der relative Abstand Dr und die re lative Geschwindigkeit Vr zwischen dem Fahrzeug und dem Ob jekt in der Front-Rück-Richtung aus dem Objektdetektionssignal von dem Rückobjektdetektionssensor 79 bestimmt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs höher ist als die relative Ge schwindigkeit Vr und die relative Geschwindigkeit Vr positiv ist (Vs < Vr 0), (i) wird entschieden, daß das Objekt ein nachfolgendes Fahrzeug ist, das in der gleichen Richtung fährt und daß der relative Abstand sich gegebenenfalls ge ringfügig vergrößert, d. h., der Fall des Hinterherfahrens. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs geringer ist als die re lative Geschwindigkeit Vr, (ii) wird entschieden, daß das Ob jekt ein stationäres oder ein nahekommendes Fahrzeug ist.

Fall (i), d. h. Hinterherfahren

Der Sicherheitsabstand Ds zu dem nachfolgenden Fahrzeug wird, wenn das Fahrzeug mit der gleichen Beschleunigung a (beispielsweise 4-6 m/sec²) beschleunigt wird, durch die Glei chung 4 wie folgt bestimmt.

Gleichung 4

Ds = Vs·Td - a·Td² + De

Vs: Fahrzeuggeschwindigkeit
Ds: Sicherheitsabstand zwischen Fahrzeugen
Td: Reaktionszeit des Fahrers (0,5-1,0 Sek)
a: Vorgewählte Beschleunigung (z. B. 4-6 m/sek²)
De: Erste vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 5 m)

Fall (ii), d. h. stationäres oder nahekommendes Fahrzeug

Der Sicherheitsabstand Ds von dem stationären oder nahekom menden Fahrzeug wird, wenn das Fahrzeug mit der gleichen Be schleunigung a beschleunigt wird durch Gleichung 5 wie folgt bestimmt.

Gleichung 5

Ds = Vs·Td - Vr²/2a + De

Vs: Fahrzeuggeschwindigkeit
Ds: Sicherheitsabstand von dem Objekt
Td: Reaktionszeit des Fahrers (0,5 bis 1,0 Sekunden)
a: Vorgewählte Beschleunigung (z. B. 4-6 m/sec²)
De: Erste vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 5 m)

Die Bedingung, um das Insassen-Rückhalteschutzsystem in dem Warn-Modus zu betreiben, ist (1), daß das detektierte Objekt näher kommt und eine sofortige Reaktion des Insassen notwen dig ist, um dem Objekt auszuweichen.

Ein Verfahren, um zu entscheiden, ob die Bedingung für den Betrieb in dem Warn-Modus erfüllt ist, ist im wesentlichen das gleiche wie für den Vorsichts-Modus. Der Sicherheitsab stand Ds wird unter Verwendung der Gleichungen 4 und 5 be stimmt. Wenn der relative Abstand Dr geringer ist als der Si cherheitsabstand Ds wird entschieden, daß die Bedingung (1) erfüllt ist. In diesem Warn-Modus wird jedoch eine zweite vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 2 m), die kürzer ist als die erste vorgewählte Abstandsmarke (z. B. 5 m) des Sicherheitsab stands Ds für den Vorsichts-Modus, anstelle der ersten vorge wählten Abstandsmarke in den Gleichungen 4 und 5 verwendet, um den Sicherheitsabstand Ds zu bestimmen.

Die Bedingung für den Betrieb des Insassen-Rückhalte schutzsystems in dem Notfall-Modus ist (1), daß der Insasse eine Kollision mit dem detektierten Objekt nicht vermeiden kann.

Um zu entscheiden, ob die Bedingung erfüllt ist, wird zu nächst entschieden, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs gerin ger ist als 10 bis 20 km/h. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs geringer ist als 10 bis 20 km/h (Vs 10 bis 20 km/h), wer den die relative Geschwindigkeit Vr und der relative Abstand Dr zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt aus dem Objektdetek tionssignal von dem Rückobjektdetektionssensor 29 bestimmt. Auf der anderen Seite wird ein Abstand (Vr·Ts), der mit ei ner vorbestimmten Abschlußzeit Ts (z. B. 0,3 Sekunden) des Sy stems umgewandelt ist, basierend auf der relativen Geschwin digkeit Vr bestimmt. Mit einer dritten vorgewählten Abstands marke De′ (z. B. 2 m) wird dann die Summe (Vr·Ts + De′) des umgewandelten Abstands (Vr·Ts) der Abschlußzeit Ts und der dritten vorgewählten Abstandsmarke De′ bestimmt. Unabhängig davon, ob das Objekt ein nachfolgendes Fahrzeug ist oder nicht, wird, wenn der relative Abstand Dr kleiner ist als die Summe (Vr·Ts + De′) (d. h. Dr Vr·Ts + De′), entschieden, daß die Bedingung für den Notfall-Modus erfüllt ist.

Da die Betriebsvorgänge, um das Insassen-Rückhaltesystem in die jeweiligen Modi zu versetzen, in diesem Ausführungsbei spiel dieselben sind wie die Betriebsvorgänge im Fall des Ob jekts vor dem Fahrzeug und die anderen Funktionseinheiten, wie ein Gurtspannungssteuerungsverfahren, ein Steuerungsblock und eine Zeitsteuerung dieselben sind wie die des zuvor er wähnten Ausführungsbeispiels, werden deren Beschreibungen weggelassen.

Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, die teilweise aufgeschnitten ist, und die Fig. 19a und 19b sind Ansichten, um den Betrieb dieses Ausführungsbeispiels zu erklären. Es sollte bemerkt werden, daß Komponenten, die gleich sind wie die Komponenten der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele, gleich numeriert sind, so daß die Einzelteilbeschreibungen für die Komponenten weggelassen werden.

Ein Insassen-Rückhaltesystem für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein System, um eine Sicherheitsgurt- Aufrolleinrichtung zu steuern, wenn sich das Fahrzeug über schlägt. Ein Überschlagdetektionssensor 80 (der einem Fahr zeugzustandsdetektor entspricht) wie er in der Fig. 18 ge zeigt ist, ist in die Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung oder die CPU 42 eingebaut. Der Überschlagdetektionssensor 80 kann an anderen Bereichen als der Sicherheitsgurt-Aufroll einrichtung oder der CPU 42 angeordnet sein, falls es dem Überschlagdetektionssensor 80 nur ermöglicht ist, zu erken nen, ob sich das Fahrzeug überschlägt.

Wie in der Fig. 18 gezeigt ist, weist der Überschlagdetekti onssensor 80 ein Standgewicht 83 mit einem Durchgangsloch 82, das sich axial in dessen Mitte erstreckt, einen Lichtstrahler 84, der Licht emittiert (z. B. Infrarot-Strahlen, wie durch einen Pfeil dargestellt), das durch das Durchgangsloch 82 übertragen wird, wenn das Standgewicht 83 aufrecht steht, und einen Lichtempfänger 85 auf, um das Licht zu empfangen, das durch das Durchgangsloch 82 übertragen wird, wenn das Stand gewicht 83 aufrecht steht.

Das Standgewicht 83 weist einen Abschnitt 83a mit großem Durchmesser, dessen Querschnitt kreisförmig ist, und einen Abschnitt 83b mit kleinem Durchmesser auf, dessen Querschnitt ebenfalls kreisförmig ist. Das Standgewicht 83 ist angeord net, um in einem Gehäuse 81 aufrecht zu stehen, so daß der Abschnitt 83a mit großem Durchmesser oberhalb des Abschnitts 83b mit kleinem Durchmesser angeordnet ist. Der Lichtstrahler 84 und der Lichtempfänger 85 sind mit der CPU 42 verbunden. Das von dem Lichtstrahler 84 emittierte Licht wird durch Steuersignale von der CPU 42 gesteuert und das von dem Licht empfänger 85 empfangene Licht wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und an die CPU 42 ausgegeben.

Das Standgewicht 83 steht, wie in der Fig. 19a gezeigt, in dem normalen Zustand, wenn sich das Fahrzeug nicht über schlägt, aufrecht. Wenn das Standgewicht 83 aufrecht steht, sind die optische Achse ζ des Lichtstrahlers 84, die Achse η eines Lochs (nicht numeriert) des Gehäuses 81, die Achse η des Durchgangslochs 82 des Standgewichts 83 und die optische Achse ζ des Lichtempfängers 85 alle auf einer Linie angeord net. Das von dem Lichtstrahler 84 emittierte Licht (dargestellt durch nichtnumerierte Pfeile) wird daher von dem Lichtempfänger 85 durch das Loch des Gehäuses 81 und das Durchgangsloch 82 des Standgewichts 83 empfangen. D.h., daß sich das Fahrzeug, wenn das Licht von dem Lichtstrahler 84 durch den Lichtempfänger 85 empfangen wird, nicht überschlägt, so daß der Überschlagnachweissensor 80 einen Nichtüberschlag zustand des Fahrzeugs detektiert.

Wenn sich das Fahrzeug überschlägt, kippt das Standgewicht 83 bei einem Winkel, der einen vorbestimmten Winkel über schreitet, bis der Abschnitt 83a mit großem Durchmesser des Standgewichts 83 in Kontakt mit dem Gehäuse 81 kommt, wie in der Fig. 19b gezeigt ist. Wenn sich das Standgewicht 83 in diesem Zustand befindet, wird die Achse η des Durchgangslochs 82 des Standgewichts 83 gegenüber der optischen Achse ζ des Lichtstrahlers 84, der Achse η des Lochs (nicht numeriert) des Gehäuses 81 und der optischen Achse ζ des Lichtempfängers 85 verschoben, und ist mit diesen nicht mehr auf einer Linie angeordnet. Da das von dem Lichtstrahler 84 emittierte Licht entlang des Durchgangslochs 82 des Standgewichts übertragen wird, nachdem es durch das Loch des Gehäuses 81 übertragen wurde, wird das Licht aus der optischen Achse ζ des Lichtemp fängers 85 verschoben, so daß das Licht durch den Lichtemp fänger 85 nicht empfangen wird, wie durch einen Pfeil 86 ge zeigt ist. Anders gesagt, wenn das Licht von dem Lichtstrah ler 84 nicht durch den Lichtempfänger 85 empfangen wird, überschlägt sich das Fahrzeug und der Überschlagdetektions sensor 80 detektiert, daß sich das Fahrzeug überschlägt.

Weiterhin kippt das Standgewicht 83 in diesem Ausführungsbei spiel überdies, wie in der Fig. 20 gezeigt ist, sogar, wenn sich das Fahrzeug nicht überschlägt, so daß das Licht von dem Lichtstrahler 84 nicht von dem Lichtempfänger 85 empfangen wird, nämlich wenn die Zentrifugalkraft des in einer Kurve scharf wendenden Fahrzeugs einen bestimmten Wert überschrei tet, wenn die Trägheitskraft bei einer Notbremsung des Fahr zeugs einen vorbestimmten Wert überschreitet oder wenn die Aufprallkraft bei einer Kollision in irgendeiner Richtung ei nen vorbestimmten Wert überschreitet.

Da die anderen Strukturen, ein Gurtspannungssteuerungsverfah ren, ein Steuerblock und eine Zeitsteuerung gleich sind wie die der zuvor erwähnten Ausführungsbeispiele, werden deren Beschreibungen weggelassen.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Standgewicht 83 so ein gestellt, daß es nicht kippt, wenn das Fahrzeug einen stark schrägen Hang hinauf- oder herabfährt oder sogar wenn das Fahrzeug eine Kurve mit einer deutlichen, stark kippenden Überhöhung fährt. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Insassen-Rückhaltesystem unnötigerweise in den Notfall-Modus versetzt wird. Das Standgewicht 83 kann jedoch so eingestellt sein, daß es sogar in den oben erwähnten Fällen kippt. In diesem Fall wird das Insassen-Rückhaltesystem in den Notfall- Modus sogar dann versetzt, wenn das Fahrzeug wie in den obi gen Fällen stark kippt, wodurch der Insasse durch den Sicher heitsgurt weiter sicher zurückgehalten wird.

Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel der Abschnitt 83b mit kleinem Durchmesser des Standgewichts 83 mit einem kreisför migen Querschnitt ausgebildet ist, kann der Abschnitt 83b mit kleinem Durchmesser mit einem Querschnitt verschiedener For men ausgebildet sein, wie beispielsweise einer Ellipse, einem Quadrat, einem Rechteck und einem Vieleck. In diesem Fall, da der Abschnitt 83b mit kleinem Durchmesser derart geformt ist, daß dem Standgewicht 83 ein leichtes Kippen in einer vorbe stimmten Richtung ermöglicht wird, kann der Überschlagdetek tionssensor 80 eine hohe Detektionsempfindlichkeit in der vorbestimmten Richtung bereitstellen. Es ist daher möglich, den Modus des Insassen-Rückhaltesystems entsprechend der Richtung des Fahrzeugs zu ändern, wodurch eine feinere Steue rung verwirklicht ist.

Obwohl in den obigen Ausführungsbeispielen die Gurtspannung nur entsprechend einem der Zustände und Positionen gesteuert wird; wie beispielsweise der Position des Fahrzeugs relativ zu einem Objekt vor oder hinter dem Fahrzeug, der Position des Fahrzeugs relativ zu einem Objekt auf der rechten oder linken Seite des Fahrzeugs oder dem Fahrzustand, kann die Gurtspannung gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend einer Vielzahl von Zuständen und Positionen aus den obigen Zuständen und Positionen gesteuert werden. In diesem Fall wird die Gurtspannung unter Verwendung eines logischen ODER einer Vielzahl von Modi gesteuert, die basierend auf der Vielzahl der Zustände und Positionen eingestellt werden. Wenn eine Vielzahl von Modi, die für denselben Zeitraum einge stellt sind, verschiedene Spannungen bereitstellen, wird, um die Gurtspannungssteuerung durchzuführen, ein Modus ausge wählt, der eine größere Gurtspannung bereitstellt.

Weiterhin können die Wickelwelle 4, die Sicherheitsgurtarre tierung 5, der Verzögerungs-Sensor 6 und die Spanneinrichtung 8, die in der Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung der obigen Ausführungsbeispiele verwendet werden, von anderer bekannter Art sein. Wenn die Wickelwelle 4 durch den elektrischen Motor 40 bezüglich der Messung des Aufrollmaßes des Gurtbands der Wickelwelle 4 und der Verzögerung des Fahrzeugs in dem norma len Zustand gesteuert wird, können die zentrale Prozessorein heit 42, der Objektdetektor, der Verzögerungs-Sensor 6 und die Spanneinrichtung 8 weggelassen werden.

Obwohl in den obigen Ausführungsbeispielen der Gurtspannungs steuerungsmechanismus 7 den elektrischen Motor 40, den ersten Getriebeübertragungsmechanismus 38, die antriebsseitige Ge triebekupplung 30, die abtriebsseitige Getriebekupplung 32 und den zweiten Getriebeübertragungsmechanismus 39 aufweist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Gurtspannungssteue rungsmechanismus 7 nicht hierauf beschränkt und kann einen Motor aufweisen, beispielsweise einen Ultraschallmotor, wie er in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59-122385/1984 beschrieben ist, der durch die CPU gesteuert ist, um anzuhal ten, und die Rotation der Wickelwelle 4 zu verhindern, wäh rend die Stromzufuhr abgeschaltet ist, auch wenn die Wickel welle 4 mit einer Drehkraft beaufschlagt wird, die geringer ist als ein vorbestimmter Wert, und um zu rotieren, und die Wickelwelle 4 direkt zu drehen, wenn die Stromzufuhr einge schaltet ist. Die Sicherheitsgurtarretierung 5, der Verzöge rungs-Sensor 6, die Spanneinrichtung 8 und der Getriebeüber tragungsmechanismus können bei der Verwendung solch eines Mo tors weggelassen werden.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, steuert das Insassen-Rückhaltesystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Sicherheitsgurt-Aufrolleinrichtung unter Berücksichtigung der Position des Fahrzeugs relativ zu einem nahen Objekt und/oder des Fahrzustands des Fahrzeugs, sei es, daß sich das Fahrzeug überschlägt, hart bremst oder scharf wendet, wobei die Gurt spannung des Sicherheitsgurts abhängig von den oben erwähnten Zuständen auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird. Es ist daher in der Lage, den Insassen in einem Notfall wirksamer und angepaßter zu schützen.

Insbesondere werden eine vorbestimmte Anzahl von Modi abhän gig von dem Zustand des Fahrzeugs relativ zu nahen Objekten eingestellt und vorgewählte Werte der Gurtspannung werden für jeden Modus eingestellt, wodurch der Insasse in einem Notfall besser und einfacher geschützt wird.

Claims

1. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zum Schutz eines Insassen durch Verhindern des Abwickelns eines Sicherheitsgurts in ei nem Einsatzfall unter Verwendung einer Sicherheitsgurt- Aufrolleinrichtung mit einer Wickelwelle, auf die der Sicher heitsgurt aufgerollt wird, einem Gehäuse, das beide Enden der Wickelwelle in einer Weise trägt, daß die Wickelwelle sich frei drehen kann, und mit einer Arretierung, die zwischen dem Gehäuse und der Wickelwelle angeordnet ist, wodurch die Wic kelwelle sich im Normalfall drehen kann und wodurch bei einem Einsatzfall eine Drehung der Wickelwelle zum Abwickeln des Sicherheitsgurts blockiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Insassen-Rückhaltesystem folgendes aufweist:

- Einen Gurtspannungssteuerungsmechanismus, der die Drehung der Wickelwelle steuert,
- wenigstens einen Objektdetektor, der ein Objekt in der Nähe des Fahrzeugs detektiert, und
- eine zentrale Prozessoreinheit, die die Position des Fahr zeugs relativ zu den Objekten basierend auf einem Detektions signal des wenigstens einen Objektdetektors bestimmt und den Gurtspannungssteuerungsmechanismus abhängig von einem Ergebnis der Bestimmung steuert, wobei die Gurtspannung des Sicher heitsgurts abhängig von der Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt auf eine vorbestimmte Spannung gesteuert wird.

2. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Objektdetektor als Frontobjektdetektor, als Seitenobjektdetektor, der in der La ge ist, Objekte auf wenigstens einer Seite des Fahrzeugs zu detektieren, und/oder als Rückobjektdetektor gestaltet ist.

3. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Anzahl von Modi abhän gig von der Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt ein stellbar sind, und vorgewählte Werte der Gurtspannung für je den Modus einstellbar sind.

4. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Modi wenigstens einen Komfort-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung ungefähr auf null eingestellt ist, einen Vorsichts-Modus, in dem der vor gewählte Wert der Gurtspannung auf ein erstes vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, und einen Warn-Modus umfassen, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein zweites vorbe stimmtes Niveau eingestellt ist, das größer ist als das erste vorbestimmte Niveau.

5. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Modi wenigstens einen Komfort-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung ungefähr auf null eingestellt ist, einen Vorsichts-Modus, in dem der vor gewählte Wert der Gurtspannung auf ein erstes vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, einen Warn-Modus, in dem der vorge wählte Wert der Gurtspannung auf ein zweites vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, das größer ist als das erste vorbe stimmte Niveau, und einen Notfall-Modus umfassen, indem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein drittes vorbestimm tes Niveau eingestellt ist, das größer ist als das zweite vorbestimmte Niveau.

6. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Insassen-Rückhaltesystem weiterhin einen Fahrzustandsdetektor aufweist, der den Fahrzustand des Fahrzeugs detektiert, sei es, daß sich das Fahrzeug über schlägt, hart bremst oder scharf wendet, wobei die zentrale Prozessoreinheit die Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt abhängig von dem Detektionssignal des Objektdetektors bestimmt und die Spannung des Sicherheitsgurts abhängig von dem Ergebnis der Bestimmung auf eine vorbestimmte Spannung steuert.

7. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zum Schutz eines Insassen durch Verhindern des Abwickelns eines Sicherheitsgurts in ei nem Einsatzfall unter Verwendung einer Sicherheitsgurt- Aufrolleinrichtung mit einer Wickelwelle, auf die der Sicher heitsgurt aufgerollt wird, einem Gehäuse, das beide Enden der Wickelwelle in einer Weise trägt, daß die Wickelwelle sich frei drehen kann, und mit einer Arretierung, die zwischen dem Gehäuse und der Wickelwelle angeordnet ist, wodurch die Wic kelwelle sich im Normalfall drehen kann, und wodurch bei ei nem Einsatzfall eine Drehung der Wickelwelle zum Abwickeln des Sicherheitsgurts blockiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Insassen-Rückhaltesystem folgendes aufweist:

- Einen Gurtspannungssteuerungsmechanismus, der die Drehung der Wickelwelle steuert,
- einen Fahrzustandsdetektor, der den Fahrzustand des Fahr zeugs detektiert, sei es, daß sich das Fahrzeug überschlägt, eine Bremse des Fahrzeugs hart getreten wird, oder das Fahr zeug scharf wendet, und
- eine zentrale Prozessoreinheit, die den Fahrzustand des Fahrzeugs basierend auf einem Detektionssignal des Fahrzeugs zustandsdetektors bestimmt und den Gurtspannungssteuerungsme chanismus abhängig von einem Ergebnis der Bestimmung derart steuert, daß die Gurtspannung des Sicherheitsgurts entspre chend dem Fahrzustand des Fahrzeugs auf eine vorbestimmte Spannung gesteuert wird.

8. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 7, wobei eine vorbestimmte Anzahl von Modi abhängig von den Zuständen des Fahrzeugs eingestellt wird und vorgewählte Werte der Gurtspannung für jeden Modus eingestellt werden.

9. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 8, wobei die Modi wenigstens einen Komfort-Modus, in dem der vorge wählte Wert der Gurtspannung ungefähr auf null eingestellt ist, einen Vorsichts-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein erstes vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, und einen Warn-Modus umfassen, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein zweites vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, das größer ist als das erste vorbestimmte Niveau.

10. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzahl der Modi wenig stens einen Komfort-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung ungefähr auf null eingestellt ist, einen Vor sichts-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein erstes vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, einen Warn-Modus, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein zweites vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, das größer ist als das erste vorbestimmte Niveau, und einen Notfall-Modus umfaßt, in dem der vorgewählte Wert der Gurtspannung auf ein drittes vorbestimmtes Niveau eingestellt ist, das größer ist als das zweite vorbestimmte Niveau.

11. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtspannungssteuerungsmechanismus einen Motor, der durch die zentrale Prozessoreinheit steuer bar ist, und einen Getriebeübertragungsmechanismus umfaßt, der die Antriebskraft des Motors auf die Wickelwelle über trägt.

12. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtspannungssteuerungsmechanismus ei nen Motor aufweist, insbesondere einen Ultraschallmotor, der durch die zentrale Prozessoreinheit so gesteuert wird, daß seine Drehung gestoppt wird, wenn die Stromzufuhr abgeschal tet ist, wodurch die Drehung der Wickelwelle verhindert wird, auch wenn die Wickelwelle mit einer Drehkraft beaufschlagt ist, die niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, und daß die Wickelwelle gedreht wird, wenn die Stromzufuhr einge schaltet ist.

13. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtspannungssteuerungsmechanismus einen Motor, der durch die zentrale Prozessoreinheit steuer bar ist, und einen Getriebeübertragungsmechanismus aufweist, um die Antriebskraft des Motors auf die Wickelwelle zu über tragen.

14. Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtspannungssteuerungsmechanismus einen Motor aufweist, insbesondere einen Ultraschallmotor, der durch die zentrale Prozessoreinheit so steuerbar ist, daß bei abgeschalteter Stromzufuhr seine Drehung gestoppt wird, wodurch die Drehung der Wickelwelle verhindert wird, auch wenn die Wickelwelle mit einer Drehkraft beaufschlagt ist, die niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, und daß er für eine Drehung der Wickelwelle bei Zuschaltung der Stromzufuhr in Drehung versetzt wird.