DE3412858A1

DE3412858A1 - Aufrollvorrichtung fuer sicherheitsgurte

Info

Publication number: DE3412858A1
Application number: DE19843412858
Authority: DE
Inventors: Ken Zushi Kamijo; Yasuyuki Yokosuka Uekusa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-04-14
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1984-10-25
Also published as: US4534441A; JPH0351613B2; JPS59192638A; DE3412858C2

Description

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AUFROLLVORRICHTUNG FÜR SICHERHEITSGURTE

Die Erfindung betrifft eine Aufrollvorrichtung für Sicherheitsgurte gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Aus der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 52-9891 ist eine Aufrollvorrichtung mit einem Zugentlastungsmechanismus für den Sicherheitsgurt bekannt.

Der Zugentlastungsmechanismus wird durch einen Elektromotor gebildet, der unmittelbar nach dem Anlegen des Sicherheitsgurtes betätigt wird und die Aufrollwelle um einen vorgegebenen Winkel dreht, so daß der Sicherheitsgurt ein Stück ausgerollt wird. Durch diesen Gurtzuschlag, d.h., durch das zusätzlich ausgerollte Gurtstück wird die Zugspannung des Sicherheitsgurtes verringert.

Ein Nachteil dieser bekannten Aufrollvorrichtung besteht darin, daß der mit Hilfe des Elektromotors eingestellte GurtZuschlag unabhängig von dem Gurtzuschlag ist, der bereits beim Anlegen des Gurtes bestanden hat, beispielsweise weil sich der Benutzer beim Anlegen des Sicherheitsgurtes noch nicht vollständig im Sitz zurückgelehnt hatte. Dies führt dazu, daß der schließlich eingestellte Gesamt-Gurtzuschlag so groß wird, daß die Schutzwirkung des Sicherheitsgurtes bei einem Aufprall des Fahrzeugs beeinträchtigt wird.

Ein weiterer Nachteil dieser herkömmlichen Aufrollvorrichtung besteht darin, daß der Sicherheitsgurt nach dem Einstellen des Gurtzuschlags vollständig verriegelt ist und nicht mehr abgerollt werden kann. Hierdurch wird der Benutzer in seiner Bewegungsfreiheit beeinträchtigt.

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Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Aufrollvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß der Sicherheitsgurt angenehmer zu tragen ist und insbesondere den Benutzern ein höheres Maß an Bewegungsfreiheit gestattet.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an-ο gegeben.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem Gurtentlastungsmechanismus und der Aufrollwelle ein Getriebe vorgesehen, und eine dem Getriebe zugeordnete Sperre verhindert nach dem Einstellen des Gurtzuschlags lediglich eine Drehung der Aufrollwelle in Aufrollrichtung.

Obgleich die Aufrollwelle über das Getriebe mit dem Motor der Zugentlastungsvorrichtung in Verbindung steht, kann daher die Aufrollwelle entgegen der Aufrollrichtung gedreht werden, so daß der Sicherheitsgurt auch nach dem Einstellen des vorgegebenen GurtZuschlags weiter ausgerollt werden kann und sich den Bewegungen des Benutzers anpaßt. Wenn der Benutzer wieder die ursprüngliche Sitzposition einnimmt und der Sicherheitsgurt aufgerollt wird, so gewährleistet die Sperre, daß wieder der ursprüngliche Gurtzuschlag eingehalten wird.

Bevorzugt wird der Gurtzuschlag während der Fahrt kontinuierlich dem jeweiligen Bewegungszustand, insbesondere der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepaßt. Hierdurch wird für den Benutzer ein erhöhtes Maß an Sicherheit erreicht.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Aufrollvorrichtung für Sicherheitsgurte in einem Schnitt längs einer Linie C-C in Fig. 2;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Aufrollvorrichtung, die teilweise längs einer Linie A-A und teilweise längs einer Linie B-B in Fig. 1 aufgeschnitten ist;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit

für die Aufrollvorrichtung;

Fig. 4 (A)

und 4 (B) sind Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Steuereinheit;

Fig. 5 :

bis 8 sind Schnitte längs der Linie A-A in Fig. 1 und veranschaulichen unterschiedliche Betriebszustände der Aufrollvorrichtung;

Fig. 9

und 10 sind Darstellungen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines hoch empfindlichen Beschleunigungssensors.

Gemäß Fig. 1 und 2 umfaßt eine Aufrollvorrichtung ein Gehäuse 1 mit zwei parallelen Seitenwänden 1a, 1b. Eine Gurt-Aufrollwelle 2 erstreckt sich zwischen den Seitenwänden 1a und 1b und ist drehbar in öffnungen 1c und 1d der Seitenwände gelagert. Die Aufrollwelle 2 wird durch eine Rückholfeder 4 ständig in Aufroll- oder Rückzugsrichtung, d.h., im Uhrzeigersinn in Fig. 2 vorgespannt. Die Rückholfeder 4 ist als Spiralfeder ausgebildet, die mit ihrem äußeren Ende

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an einer fest an der Seitenwand 1a montierten Feder-Abdeckung 7 und mit ihrem inneren Ende an der Aufrollwelle 2 verankert ist. Die Aufrollvorrichtung umfaßt ferner ein einstückig mit der Aufrollwelle 2 ausgebildetes Klinkenrad 6b, einen Hebel 6a mit einer mit dem Klinkenrad 6b verrastbaren Klinke 6c und einen Massekörper 27. Diese Bauteile bilden zusammen einen bekannten Notarretierungsmechanismus. Die Konstruktion dieses Notarretierungsmechanismus entspricht dem Stand der Technik und soll daher nicht näher beschrieben werden.

Die Aufrollwelle 2 weist einen Endabschnitt mit verringertem Durchmesser auf, auf dem ein mit einer Außenzahnung 8b versehenes Klinkenrad 8 drehbar montiert ist. Das Klinkenrad 8 weist einen hülsenförmigen Abschnitt 8d auf, der mit einem nach innen ragenden Vorsprung 8a versehen ist, wie am besten in Fig. 2 zu erkennen ist. Innerhalb des hülsen-, förmigen Abschnitts ist ein Speicherrad 10 angeordnet. Das Speicherrad ist drehbar auf der Aufrollwelle 2 montiert und in axialer Richtung durch einen Springring 12 festgelegt. Gemäß Fig. 2 ist das Speicherrad 10 mit einem nach außen ragenden Vorsprung 10b versehen, der an dem Vorsprung 8a des Klinkenrades 8 anschlägt. Das Speicherrad 10 wird durch eine zwischen dem Speicherrad 10 und dem Klinkenrad 8 wirkende Spiralfeder 9 ständig im Uhrzeigersinn in Fig. 2 vorgespannt, so daß der Vorsprung 10b gegen den Vorsprung 8a gespannt wird.

Gemäß Fig. 2 ist ein Arretierungshebel 17 mit einem Ende gelenkig an einem Zapfen 19 befestigt. Der Arretierungshebel 17 ist mit Zähnen 17a versehen, die mit der Außenzahnung 8b des Klinkenrades 8 kämmen. Der Arretierungshebel 17 wird durch eine Feder 18 in eine Frei-Stellung vorgespannt, in der er das Klinkenrad freigibt. Das dem

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Zapfen 19 entgegengesetzte Ende des Arretierungshebels 17 wird durch eine Spule 20, d.h., einen Elektromagneten angezogen und entgegen der Kraft der Feder 18 in die Eingriffsstellung überführt, in der die Zähne 17a mit der Außenzahnung 8a des Klinkenrades kämmen und das Klinkenrad verriegeln, wenn die Spule 20 erregt wird.

Das Speicherrad 10 dient als Planetenträger eines Planetengetriebes, das ein drehfest auf der Aufrollwelle 2 montiertes Sonnenrad 13, ein drehbar auf einer an dem Speicherrad 10 befestigten Achse 10a angeordnetes Planetenrad 14 und ein Hohlrad 26 umfaßt. Das Hohlrad 26 ist drehbar auf einem Nabenabschnitt 15a einer geschlitzten Scheibe 15 montiert. Die Scheibe 15 ist ihrerseits drehfest auf der Aufrollwelle 2 befestigt. Das Hohlrad 26 ist zusätzlich mit einer Außenzahnung 16a versehen und bildet ein Schneckenrad, das mit einer Schnecke 21 kämmt. Die Schnecke 21 wird durch einen Elektromotor 25 angetrieben, mit dem sie gemäß Fig. 2 über eine auf der Ausgangswelle des Motors befestigte Schnecke 23 und ein mit der Schnecke 21 drehbares Schneckenrad 22 in Verbindung steht. Zur Abtastung eines Drehwinkels sowie der Drehrichtung der Aufrollwelle 2 ist ein Winkelstellungssensor 16 vorgesehen, der durch die Schlitzscheibe 15 und einen an der Seitenwand 1b befestigten optischen Positionsgeber 16' gebildet wird. Der Positionsgeber 16' umfaßt zwei Lichtschranken 16a und 16b (Fig. 2), die in bekannter Weise in vorgegebenem Winkelabstand in bezug auf die Drehung der Schlitzscheibe 15 angeordnet sind. Jede der Lichtschranken 16a und 16b erzeugt ein Ausgangssignal, das entsprechend den Durchgängen der Schlitze der Schlitzscheibe 15 hohe und niedrige Werte angibt. Auf diese Weise erzeugt der Positionsgeber 16 ein binäres Ausgangssignal, das zur Ermittlung des Winkels und der Richtung der Drehung der Aufrollwelle 2 leicht weiterverarbeitet werden kann.

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Die Verarbeitung des binären Ausgangssignals des Positionsgebers wird im einzelnen in der japanischen Patentanmeldung 58-24606 beschrieben.

Der Elektromotor 25 und die Spule 20 werden durch eine in Fig. 3 im Blockdiagramm dargestellte Steuereinheit 30 betätigt. Die Steuereinheit 30 umfaßt in üblicher Weise eine Zentraleinheit, eine Ein- und Ausgabeschaltung, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Zeitgeber (A). Ein in dem Nur-Lese-Speicher gespeichertes Programm wird durch das in Fig. 4 (A) und 4 (B) gezeigtes Flußdiagramm veranschaulicht.

In Fig. 3 ist mit 31 eine Batterie zur Spannungsversorgung der Steuereinheit 30 bezeichnet. Die Steuereinheit nimmt Eingangssignale von den Lichtschranken 16a, 16b, einem Schloß-Sensor 32, einem Sitz-Schalter 33, einem Fahrzeuggeschwindigkeit s-Sensor 34 und einem Trägheitssensor 35 auf.

Der Schloß-Schalter 32 weist eine bekannte Konstruktion auf. Als Sitz-Schalter 33 wird ein Schalter der in der US-Patentschrift 4 384 735 beschriebenen Art verwendet. Der Sitz-Schalter spricht auf eine Längsverschiebung des Sitzes in bezug auf Fahrzeugboden sowie auf. eine Winkelverstellung der Rückenlehne des Sitzes an.

Der Schloß-Schalter 32 ist normalerweise geöffnet und wird geschlossen, wenn die Schloßöse des Sicherheitsgurtes 5 in dem Schloß der Gurtverankerung verrastet wird. Der Sitz-Schalter 33 ist normalerweise geschlossen und wird geöffnet, wenn der Einstellmechanismus des Sitzes oder der Rückenlehne betätigt wird.

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Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 34 setzt die Drehung der Tachowelle in einen Impulszug um. Ein Beispiel eines derartigen Sensors wird auf Seite V-20 des "Service Periodical Nr. 491; Nissan Motor Company, Limited" beschrieben.

Der Trägheitssensor 35 umfaßt gemäß Fig. 1, 9 und 10 einen fest an der Seitenwand 1a montierten Halter 40, einen stehend angeordneten Trägheitskörper 42, einen Hebel 44 und einen mit einem Betätigungsglied 48 versehenen Mikroschal ter 46. Wenn die auf die Aufrollvorrichtung wirkende Beschleunigung oder Verzögerung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der kleiner ist als der Schwellenwert, bei dem die Notarretierungsvorrichtung die Aufrollwelle 2 verriegelt, so führt der Trägheitskörper 42 eine Kippbewegung aus und hebt den Hebel 44 an, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Der Hebel 44 beaufschlagt das Betätigungsglied 48 · und schließt auf diese Weise den Mikroschalter 46. Solange die Beschleunigung oder Verzögerung dem Betrage nach kleiner als der niedrige Schwellenwert ist, so verbleibt der Trägheitskörper 42 in der in Fig. 9 gezeigten Stellung.

Nunmehr soll anhand des Flußdiagramms in Fig. 4 (A) und 4 (B) die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Aufrollvorrichtung erläutert werden.

(1) Wenn die Schloßöse noch nicht in dem Gurtschloß verrastet ist, so wird der Sicherheitsgurt 5 unter der Wirkung der Rückholfeder 4 auf die Aufrollwelle 2 aufgerollt: 30

Das Programm der Steuereinheit führt die Programmschritte 90, 91, 92 aus. Es werden Ausgangssignale des Sitz-Schalters 33 und des Trägheitssensors 35 bzw. des Schloß-Sen-

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sors 32 gelesen, bevor ein Programmschrift 101 ausgeführt wird. In Schritt 101 wird eine Entscheidung getroffen, ob der Sitz-Schalter 33 geschlossen ist oder nicht. Da der Sitz-Schalter 3 3 geöffnet ist, wenn der Benutzer durch Betätigung des Gleitmechanismus oder des Kippmechanismus der Rückenlehne die gewünschte Sitzposition einstellt, springt das Programm in diesem Fall zu einem Schritt 140, und die Stromversorgung der Spule 20 wird unterbrochen, bevor das Programm zum START zurückkehrt. Somit ist in diesem Fall die Spule 20 entregt, und der Arretierungshebel 17 gibt unter der Wirkung der Feder 18 das Klinkenrad 8 frei.

Wenn nach dem Einstellen der gewünschten Sitzposition der Sitz-Schalter 33 geschlossen wird, läuft das Programm im Anschluß an den Schritt 101 zu einem Schritt 102 weiter, und es wird anhand des Ausgangssignals des Trägheitssensors 35 entschieden, ob die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs größer oder kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist. Da das Fahrzeug steht, geht das Programm vom Schritt 102 zu dem Schritt 103 über, wo eine Entscheidung getroffen wird, ob der Schloß-Schalter 32 geschlossen ist oder nicht. Da der Schloß-Schalter vor dem Anlegen des Sicherheitsgurtes 5 geöffnet ist, springt das Programm von dem Schritt 103 zu dem Schritt 140 und kehrt anschließend zum START zurück. Somit bleibt der Arretierungshebel 17 in der Frei-Stellung. Da unter dieser Bedingung der Arretierungshebel 17 nicht mit dem Klinkenrad 8 in Eingriff steht, kann die Aufrollwelle 2 in beide Richtungen, also sowohl in Aufrollrichtung unter der Wirkung der Rückholfeder 4 als auch entgegen der Wirkung der Rückholfeder in Auszugsrichtung gedreht werden; denn obgleich das mit der Schnecke 21 in Eingriff stehende Hohlrad 26 festgehalten wird, sind das Klinkenrad 8 und das

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Speicherrad 10 in beide Richtungen drehbar, da das Planetenrad 14 in beide Richtungen um das Sonnenrad umlaufen kann. Somit kann der Sicherheitsgurt 5 aus der Aufrollvorrichtung herausgezogen werden. Beim Abrollen des Sicherheitsgurts 5 dreht sich die Aufrollwelle 2 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 5, d.h., in Auszugsrichtung, und das Planetenrad 14 dreht sich im Uhrzeigersinn um die Achse 1Oa und läuft im Gegenuhrzeigersinn um die Achse des Sonnenrades 13 um, so daß das Speicherrad 10 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Das Klinkenrad 8 wird im Gegenuhrzeigersinn mitgedreht, da das Klinkenrad über die Feder 9 mit dem Speicherrad verbunden ist. Die Drehung der Aufrollwelle 2 trotz der Arretierung des Hohlrades 26 wird dadurch ermöglicht, daß das Planetenrad 14 um das Sonnenrad umläuft.

(2) Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Verrasten des Sicherheitsgurtes in dem Gurtschloß wird ein spannungsloser Zustand hergestellt und in Form einer bestimmten Winkelstellung des Speicherrades 10 gespeichert:

Beim Einrasten des Gurtschlosses wird der Schloß-Schalter 32 geschlossen. In diesem Fall läuft das Programm von dem Schritt 103 zu dem Schritt 104, und der Zeitgeber A wird ausgelöst. In dem Zeitgeber A ist eine vorgegebene Zeitspanne To von beispielsweise 10 Sekunden eingestellt. Die Dauer dieses Zeitintervalls wird empirisch ermittelt und richtet sich danach, wie lange der Benutzer nach dem Anlegen des Sicherheitsgurtes normalerweise benötigt, um seine endgültige Sitzstellung einzunehmen. Im Anschluß an den Programmschritt 104 läuft das Programm weiter zu einem Schritt 124. Dort wird ein bestimmter Sollbetrag M für den Sicherheitsgurt-Zuschlag - entsprechend einem bestimmten Drehwinkel - auf den Wert 1000 eingestellt.

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Anschließend wird in Schritt 125 der tatsächliche Gurt-Zuschlag L auf den Wert O eingestellt. Nach dem Setzen der Werte M und L läuft das Programm zu einem Schritt 105, wo entschieden wird, ob das Ausgangssignal T_A des Zeitgebers kleiner als To ist. In Schritt 105 wird somit die Zeit Τ_Ά überwacht, die seit dem Verrasten des Sicherheitsgurtes in dem Schloß vergangen ist. Wenn der Wert T kleiner als To ist, läuft das Programm von dem Schritt 105 zu einem Schritt 106, wo entschieden wird, ob Dreh-0 winkel-Impulse von dem Positionsgeber 16 abgegeben worden sind. Wenn keine derartigen Impulse aufgetreten sind, kehrt das Programm zu dem Schritt 105 zurück. Wenn jedoch in Schritt 106 festgestellt wird, daß Drehwinkel-Impulse aufgetreten sind, so wird in einem Schritt 107 anhand der Impulse des Positionsgebers 16 entschieden, ob die Aufrollwelle 2 in Aufrollrichtung, d.h., im Uhrzeigersinn in Fig. 6 gedreht wurde. Bei Drehung in Aufrollrichtung wird in einem Programmschritt 108 der Wert L um 1 gesenkt, während anderenfalls in einem Programmschritt 109 der Wert L um 1 erhöht wird. Nach Ausführung des Schrittes 108 oder 109 wird in einem weiteren Programmschritt 110 entschieden, ob der neue Wert L kleiner ist als M. Falls L kleiner ist als M, so wird dem Register M in Schritt 111 der Wert L zugewiesen, und das Programm kehrt zu Schritt 105 zurück. Die Aufrollwelle 2 kann sich unter der Wirkung der Rückholfeder 4 in Aufrollrichtung, d.h., im Uhrzeigersinn in Fig. 6 drehen und den Sicherheitsgurt 5 so weit aufrollen, daß eine gegebenenfalls vorhandene Überlange oder ein Gurt-Zuschlag beseitigt wird. Da das Hohlrad 26 festgelegt ist, führt die gemeinsame Drehung der Aufrollwelle 2 und des Sonnenrades 13 im Uhrzeigersinn zu einer Drehung des Speicherrades 10 des Klinkenrades 8 im gleichen Drehsinn. Im Ergebnis wird innerhalb der Zeitspanne To nach dem Einrasten des Sicherheitsgurtes der Gurt-Zuschlag beseitigt.

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Die Winkelstellung in dem Augenblick, in dem der spannungslose Zustand erreicht wird, wird dadurch gespeichert, daß eine weitere Drehung des Speicherrades 10 in der der Aufrollrichtung der Aufrollwelle 2 entsprechenden Richtung verhindert wird:

Wenn das Zeitsignal T₇. des Zeitgebers das vorgegebene Zeitintervall To überschritten hat, d.h, wenn anzunehmen ist, daß der Benutzer die endgültige Sitzposition eingenommen hat, so springt das Programm von dem Schritt 105 zu einem Schritt 130, und die Spule 20 wird durch Zufuhr eines elektrischen Stromes erregt. Durch die Erregung der Spule 20 wird der Arretierungshebel 17 entgegen der Kraft der Feder 18 in die Verriegelungsstellung gezogen, in der er das Klinkenrad 8 verriegelt. Da der Vorsprung 10b des Speicherrads 10 an dem Vorsprung 8a des Klinkenrades 8 anliegt, wird eine Weiterdrehung des Speicherrades 10 in der der Aufrollrichtung der Aufrollwelle entsprechenden Richtung verhindert. Somit wird die Winkelstellung der Aufrollwelle 2 in dem Augenblick, in dem der Sicherheitsgurt eng an dem Körper des Benutzers anliegt, dadurch gespeichert, daß das Planetenrad 14 gehindert wird, in Aufrollrichtung der Aufrollwelle 2 um das Sonnenrad 13 umzulaufen. In diesem Augenblick ist der spannungslose Zustand erreicht. In diesem Zustand wird auch eine Weiterdrehung der Aufrollwelle 2 in Aufrollrichtung verhindert. Die Aufrollwelle 2 kann sich jedoch in Auszugsrichtung drehen, da das Planetenrad 14 entgegen der Kraft der Feder 9 in Auszugsrichtung umlaufen kann. Auf diese Weise wird ein gewisses Nachlassen des Sicherheitsgurtes 5 ermöglicht, wie nachfolgend näher erläutert werden soll.

(3) Automatisches Nachlassen des Gurtes zur Erzeugung eines angemessenen Gurt-Zuschlags nach Erreichen des span-

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- 15 nungslosen Zustands:

Nach der Ausführung des Schritts 130 in dem Flußdiagramm in Fig. 4 (A) und 4 (B) wird in einem Schritt 112 einem Register Ls der Drehwinkel L im Zeitpunkt der Erregung der Spule 20 zugewiesen. Anschließend wird in Schritt 113 die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 angezeigte Fahrzeuggeschwindigkeit V abgelesen und in einem Schritt 114 ein angemessener Gurt-Zuschlag <f arithmetisch als Funktion <f gleich f (v) berechnet. Das heißt, der Gurt-Zuschlag cP ist variabel in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Sodann wird in Schritt 115 zu dem berechneten Gurt-Zuschlag 0° der Bezugs-Gurt-Zuschlag M addiert, so daß sich ein gewünschter Gurt-Zuschlag Lo ergibt. In Programmschritt 116 wird die Differenz DL zwischen den Werten Lo und Ls berechnet.

Anschließend wird in Schritt 117 eine Entscheidung getroffen, ob die berechnete Differenz L größer als ein kleiner Wert & ist. Der Werte ist so gewählt, daß ein Schwingen oder Jagen des Systems vermieden wird. Wenn DL größer ist als £ , so wird in Schritt 118 ein Befehlssignal zum Drehen des Elektromotors 25 in Gurt-Auszugsrichtung erzeugt, und das Programm läuft weiter zu einem Schritt 95, wo der durch den Positionsgeber 16 angegebene Drehwinkel L gelesen wird. Anschließend wird in Schritt 119 die Differenz Lo-L mit dem kleinen Wert £ verglichen. Wenn die Differenz Lo-L größer als £ ist, kehrt das Programm zu Schritt 118 zurück, und der Elektromotor 25 läuft weiter in Auszugsrichtung bis die Differenz Lo-L gleich dem oder kleiner als Wert £ wird. Sobald die Differenz den Wert £ unterschreitet, springt das Programm zu einem Schritt 123, und die Drehung des Elektromotors 25 wird beendet. Anschließend kehrt das Programm zum START zurück.

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Wenn der Vergleich in Schritt 117 ergibt, daß die Differenz DL kleiner oder gleiche ist, springt das Programm zu einem Schritt 120, und es wird entschieden, ob die Differenz L kleiner als - £ ist. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Programm zum START zurück. Der Elektromotor 25 wird nicht betätigt, da die Differenz DL innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt. Wenn sich in Schritt 120 ergibt, daß DL kleiner als - e ist, so wird in Schritt 121 ein Befehlssignal zum Antrieb des Elektromotors 25 in Aufrollrichtung erzeugt. In einem Schritt 96 wird der von dem Positionsgeber 16 gemessene Drehwinkel L gelesen. In einem Schritt 122 wird entschieden, ob die Differenz L-Lo größer als der kleine Wert £ ist. Ist dies der Fall, so kehrt das Programm zu Schritt 121 zurück. Ist in Schritt 122 die Differenz L-Lo kleiner oder gleiche , so läuft das Programm weiter zu einem Schritt 123, die Drehung des Elektromotors 25 wird beendet und das Programm kehrt zum START zurück.

Da die Ausführung der Programmschleifen 118, 95, 119 bzw. 121, 96, 122 verhältnismäßig lang dauert, wird in jeder der Rücksprung-Routinen ein Unterprogramm ähnlich den Schritten 101, 102, 103 und 140 ausgeführt. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Sicherheitsgurt 5 während der Abarbeitung dieser Programmschleifen zuverlässig zurückgezogen wird und den Benutzer auf dem Sitz festhält, falls das Fahrzeug verzögert wird oder falls der Sicherheitsgurt während dieser Zeit aus dem Gurtschloß gelöst wird.

Nunmehr soll unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert werden, wie die Aufrollwelle 2 gedreht wird, wenn der Elektromotor 25 in Programmschritt 118 in Auszugsrichtung läuft.

Die Drehung des Elektromotors 25 führt zu einer Drehung des

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Hohlrades 26 im Uhrzeigersinn in Fig. 7. Dies führt dazu, daß sich das Planetenrad 14 ebenfalls im Uhrzeigersinn um die Achse 10a dreht und die Tendenz hat, im Uhrzeigersinn um das Sonnenrad umzulaufen. Die Umlaufbewegung des Planetenrades 14 im Uhrzeigersinn wird jedoch dadurch verhindert, daß das Speicherrad 10 mit dem verriegelten Klinkenrad 8 in Eingriff steht. Daher führt die Drehung des Planetenrades 14 im Uhrzeigersinn zu einer Drehung des Sonnenrades 13 und damit der Aufrollwelle 2 im Gegenuhrzeigersinn, d.h., in Gurt-Auszugsrichtung. Auf diese Weise wird der Sicherheitsgurt 5 nachgelassen. Der Elektromotor 25 dreht die Aufrollwelle 2 solange in Auszugsrichtung, bis der gewünschte Gurt-Zuschlag Lo eingestellt ist (das Programm durchläuft die Schleife 118, 95, 119 und 123).

Anschließend soll beschrieben werden, wie die Aufrollwelle in Aufrollrichtung gedreht wird, wenn der Elektromotor 25 in Programmschritt 121 in Aufrollrichtung läuft.

Die Drehung des Elektromotors 25 in Aufrollrichtung führt zu einer Drehung des Hohlrades 26 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 7. Diese Drehung des Hohlrades 26 bewirkt, daß sich das Planetenrad 14 im Gegenuhrzeigersinn um seine Achse dreht und zugleich im Gegenuhrzeigersinn umläuft. Obgleich eine UmIaufbewegung des Planetenrades 14 im Gegenuhrzeigersinn möglich ist, ist der Winkel, den das Planetenrad bei dieser Umlaufbewegung zurücklegen kann, durch die Feder 9 begrenzt. Wenn somit das Planetenrad 14 bei seiner Bahnbewegung einen begrenzten Winkelbereich im Gegenuhrzeigersinn durchlaufen hat, wird ein weiterer Umlauf des Planetenrades 14 in dieser Richtung verhindert. Von diesem Augenblick an führt die Drehung des Planetenrades 14 im Gegenuhrzeigersinn um seine Achse zu einer Drehung des Sonnenrades 13 und der Aufrollwelle 2 im Uhrzeigersinn, d.h.,in Gurt-

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Aufrollrichtung. Der Elektromotor 25 läuft solange in Aufrollrichtung, bis der gewünschte Gurt-Zuschlag Lo eingestellt ist (das Programm durchläuft die Schleife 121, 96, 122 und 123).
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(4) Anhand von Fig. 8 soll nunmehr beschrieben werden, wie die Aufrollvorrichtung den Sicherheitsgurt 5 nachläßt, wenn der Benutzer seine Sitzstellung ändert, beispielsweise um einen Gegenstand aus dem Handschuhfach zu entnehmen.

Da das Planetenrad 14 entgegen der Kraft der Feder 9 in einem begrenzten Winkelbereich im Gegenuhrzeigersinn um das Sonnenrad 13 umlaufen kann, können sich das Sonnenrad 13 und die Aufrollwelle 2 im Gegenuhrzeigersinn drehen, obgleich das Hohlrad 26 durch den Eingriff mit der Schnecke 21 festgelegt ist. Auf diese Weise kann der Sicherheitsgurt weiter aus der Aufrollvorrichtung ausgezogen werden und sich der veränderten Körperhaltung des Benutzers anpassen. Die Drehung des Sonnenrades 13 im Gegenuhrzeigersinn führt zu einer Drehung des Planetenrades 14 im Uhrzeigersinn und damit zu einer Drehung des Speicherrades 10 im Uhrzeigersinn entgegen der Kraft der Feder 9. Der Winkelbereich der Drehung des Speicherrades 10 im Gegenuhrzeigersinn wird unter diesen Umständen durch die Feder 9 begrenzt. Wenn das Speicherrad 10 eine einzige vollständige Umdrehung ausführt, führt jedoch das Sonnenrad 13 eine größere Anzahl R von Umdrehungen aus. R kann geschrieben werden als

R = 1 + (Anzahl der Zähne 26b des Hohlrades 26)/(Anzahl der Zähne des Sonnenrades 13).

Somit kann durch geeignete Wahl der Anzahl der Zähne die maximale Auszugslänge des Sicherheitsgurtes 5 bei Änderungen

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der Körperhaltung des Benutzers den praktischen Bedürfnissen angepaßt werden. Wenn der Benutzer wieder seine ursprüngliche Sitzhaltung einnimmt, so werden die Aufrollwelle 2 und das Sonnenrad 13 durch die Wirkung der Rückholfeder 4 im Uhrzeigersinn in Fig. 8 gedreht. Das Planetenrad 14 dreht sich daraufhin im Uhrzeigersinn um seine Achse und läuft im Gegenuhrzeigersinn um, bis das Speicherrad 10 die Stellung erreicht, in der der Vorsprung 10b an dem Vorsprung 8a des Klinkenrades 8 anschlägt. In diesem Augenblick ist wieder der spannungsfreie Zustand eingestellt, wenn der Benutzer seine ursprüngliche Sitzposition einnimmt.

(5) Der spannungslose Zustand wird aufgehoben und der

Sicherheitsgurt 5 legt sich eng um den Benutzer, wenn das Fahrzeug stark abgebremst wird, eine scharfe Kurve durchführt oder Fahrbahnunebenheiten überwindet.

Bei derartigen Änderungen des Bewegungszustands des Fahrzeugs erzeugt der Trägheitssensor 35 ein Signal. Das in Fig. 4 (A) und 4 (B) dargestellte Programm springt daraufhin von Schritt 102 zu Schritt 140. Der Arretierungshebel 17 gibt daraufhin durch die Wirkung der Feder 18 das Klinkenrad 8 frei (Fig. 6). Das Speicherrad 10 kann sich daher in der gleichen Richtung wie die Aufrollwelle 2 weiterdrehen. Da nunmehr eine Drehung des Planetenrades 14 möglich ist, wird die Aufrollwelle 2 durch die Wirkung der Rückholfeder 4 in Aufrollrichtung gedreht, und der Sicherheitsgurt 5 wird gespannt, d.h., der spannungsfreie Zustand wird aufgehoben.

(6) Wenn die öse des Sicherheitsgurtes aus dem Gurtschloß gelöst wird, so wird der Sicherheitsgurt 5 zurückgezogen.

5 Wenn der Benutzer vor dem Verlassen des Fahrzeugs den

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Sicherheitsgurt löst, so wird der Schloß-Schalter 32 geöffnet. In diesem Fall springt das Programm in Schritt 103 zu Schritt 140, und die Spule 20 wird durch Unterbrechung der Stromzufuhr entregt. Auch in diesem Fall kann sich daher die Aufrollwelle 2 unter der Wirkung der Rückholfeder 4 in Aufrollrichtung drehen. Der Sicherheitsgurt 5 wird aufgerollt und vollständig in das Gehäuse 1 der Aufrollvorrichtung zurückgezogen.

Die oben beschriebene Aufrollvorrichtung gewährleistet somit jederzeit einen dem Bewegungszustand des Fahrzeugs, insbesondere der Fahrzeuggeschwindigkeit angemessenen Gurt-Zuschlag. Hierdurch wird die Sicherheit des Benutzers erhöht. Auch im spannungsfreien Zustand kann der Sicherheitsgurt ausgerollt werden und sich Bewegungen des Benutzers anpassen. Somit wird der Benutzer durch den Sicherheitsgurt nicht in seiner Bewegungsfreiheit beeinträchtigt.

Bei der erfindungsgemäßen Aufrollvorrichtung erfolgt das Aufrollen des Sicherheitsgurtes durch die Wirkung der Rückholfeder 4. Im Fall des Ausfalls oder einer Fehlfunktion der Steuereinheit wird daher der Sicherheitsgurt durch die Wirkung der Rückholfeder 4 zurückgezogen, bis er eng am Körper des Benutzers anliegt. In diesem Fall arbeitet die Aufrollvorrichtung wie die Aufrollvorrichtung eines herkömmlichen Automatikgurtes.

Claims

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PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS ^ ^ ' ^ ° ^

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Triftstrasse' A ' Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

G003-84
St/la/m

NISSAN MOTOR CO., LTD.

No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku,

Yokohama City, Japan

AUFROLLVORRICHTUNG FÜR SICHERHEITSGURTE

Priorität: 14. April 1983, Japan, Nr. 58-66160 (P)

PATENTANSPRÜCHE

• 1 ., Aufrollvorrichtung für Sicherheitsgurte mit einem Ge-Tiause, einer drehbar in dem Gehäuse angeordneten Aufrollwelle zum Aufrollen des Sicherheitsgurtes, einer elastischen Einrichtung zum Vorspannen der Aufrollwelle in Aufrollrichtung und einem motorbetätigten Zugentlastungsmechanismus, durch den die Aufrollwelle zum Einstellen eines vorgegebenen Gurtzuschlags entgegen der Aufrollrichtung drehbar ist, gekennzeichnet durch ein zwischen der

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Aufrollwelle (2) und dem Zugentlastungsmechanismus (25, 23,22,21,26a) angeordnetes Getriebe (26,13,14), eine mit dem Getriebe verbundene Sperre (20,17,8,10) zur Sicherung der Aufrollwelle (2) gegen eine Drehung in Aufrollrichtung und eine Steuereinheit (30) zur Steuerung der Sperre und des Zugentlastungsmechanismus.
2. Aufrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Planetengetriebe mit einem drehfest auf der Aufrollwelle (2) montierten Sonnenrad (13), einem drehbar auf der Aufrollwelle montierten Hohlrad (26) und einem mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad kämmenden Planetenrad (14) ist, daß die Sperre (20,17,8,10) im verriegelten Zustand die Bahnbewegung des Planetenrades (14) in dem der Aufrollrichtung der Aufrollwelle (2) entsprechenden Umlaufsinn blockiert und daß der motorgetriebene Zugentlastungsmechanismus (25,23,22,21) _; mit dem Hohlrad (26) des Planetengetriebes in Treibeingriff steht.
3· Aufrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre ein Speicherrad (10), das den Planetenträger für das Planetengetriebe bildet und mit einem Vorsprung (10b) versehen ist, ein drehbar auf der Aufrollwelle (2) montiertes, ebenfalls mit einem Vorsprung (8a) versehenes Klinkenrad (8), eine Spanneinrichtung (9), die das Klinkenrad (8) und das Speicherrad (10) derart gegeneinander vorspannt, daß deren Vorsprünge (8a,10b) miteinander in Berührung gehalten werden, und einen Arretierungshebel (17) zur Verriegelung des Klinkenrades (8) umfaßt, der mit einer Magnetspule (20) in die Verriegelungsstellung überführbar ist.
4. Aufrollvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (30)

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einen Sensor (34) zur Abtastung des Fahrzustande des Fahrzeugs und einen Mikrocomputer mit einem Festwert-Programmspeicher zur Berechnung des einzustellenden Gurtzuschlags in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors (34) umfaßt.
5. Aufrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (30) mit einem Schloß-Schalter (32) zur Abtastung der Verriegelungsstellung des Sicherheitsgurt-Schlosses und mit einem Schalter (33) zur Abtastung von Änderungen der Position des Fahrzeugsitzes verbunden ist und daß die Steuereinheit (30) die Sperre (20,17,8, 10) erst dann im Sinne einer Verriegelung betätigt, wenn die Einstellung der Sitzposition abgeschlossen und der Sicherheitsgurt angelegt ist.